题目
若 lim_(x to 0) (f(x))/(x) = 1,则在原点的某去心邻域函数 f(x) 满足()A. x > 0 时,f(x) > 0B. x 0C. x D. x > 0 时,f(x)
若 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x} = 1$,则在原点的某去心邻域函数 $f(x)$ 满足()
A. $x > 0$ 时,$f(x) > 0$
B. $x < 0$ 时,$f(x) > 0$
C. $x < 0$ 时 $f(x)$ 的符号不确定
D. $x > 0$ 时,$f(x) < 0$
题目解答
答案
A. $x > 0$ 时,$f(x) > 0$
解析
本题考查函数极限的局部保号性。解题思路是根据已知极限$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x} = 1$,利用极限的局部保号性来判断函数$f(x)$在原点某去心邻域内的符号情况。
步骤一:分析极限$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x} = 1$
因为极限值$1\gt{}0$,根据极限的局部保号性定理:如果$\lim_{x \to x_0} g(x)=A$,且$A\gt{}0$(或$A \lt 0$),那么存在常数$\delta\gt{}0$,使得当$0\lt{}|x - x_0|\lt{}\delta$时,有$g(x)\gt{}0$(或$g(x)\lt{}0$)。
在这里$g(x)=\frac{f(x)}{x}$,$x_0 = 0$,$A = 1$,所以存在$\delta\gt{}0$,当$0\lt{}|x - 0|\lt{}\delta$,即$0\lt{}|x|\lt{}\delta$时,$\frac{f(x)}{x}\gt{}0$。
步骤二:分情况讨论$x$的正负
- 当$x\gt{}0$时:
由于$0\lt{}|x|\lt{}\delta$且$x\gt{}0$,此时$\frac{f(x)}{x}\gt{}0$,因为$x\gt{}0$,不等式两边同时乘以$x$,不等号方向不变,得到$f(x)\gt{}0$。 - 当$x\lt{}0$时:
同样因为$0\lt{}|x|\lt{}\delta$且$x\lt{}0$,$\frac{f(x)}{x}\gt{}0$,不等式两边同时乘以$x$,不等号方向改变,得到$f(x)\lt{}0$。
综上,在原点的某去心邻域内,当$x \gt 0$时,$f(x) \gt 0$;当$x \lt 0$时,$f(x) \lt 0$。