题目
22. 根据 lim_(x to x_{0)}f(x) 是否存在与函数 f(x) 在点 x_(0) 处是否有定义无关.A. 对B. 错
22. 根据 $\lim_{x \to x_{0}}f(x)$ 是否存在与函数 f(x) 在点 $x_{0}$ 处是否有定义无关.
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
本题本题考查函数 limit(函数极限)的定义以及函数在某点的定义与极限存在性之间的关系关系。解题的关键在于理解函数极限的定义,即极限描述的的是自变量 $x$ 无限趋近于某一值 $x_0$ 时函数值的变化趋势,而不考虑 $x = $x_0$ 这一点的函数值情况。
下面我们通过具体的分析来判断该命题的正确性:
- 极限的定义:
函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处的极限 $\lim_{x \to x_{0} f(x)$ 定义为:对于任意给定的正数 $\varepsilon$,总存在正数 $\delta$,使得当 $0 < |x - x_0| < \delta$ 时,有 $|f(x) - A| < \varepsilon$ 成立,其中 $A$ 是一个常数。这里的 $0 < |x - x_0| < \delta$ 明确表示 $x$ 是趋近于 $x_0 但不等于 $x_0$ 的,也就是说极限的存在与否只与 $x$ 在 $x_0$ 附近(除 $x_0$ 这一点的函数值有关。 - 举例说明:
- 对于函数 $f(x) = \frac{x^2 - 1}{x - 1}$,当 $x = 1$ 时,分母为 $0$,函数在 $f(x)$ 在 $x = 1$ 处无定义。
但是当 $x \neq 1$ 时,对函数可以化简为 $f(x)=\frac{(x + 1)(x - 1)}{x - 1}=x + 1$。
那么求 $\lim_{x \to 1} f(x)$ 时,根据极限的运算法则可得:
$\lim_{x \to 1 f(x)=\lim_{x \to 1} (x + 1)$
根据极限的加法法则 $\lim_{x \to a (u(x)+v(x))=\lim_{x \to a} u(x)+\lim_{x \to a} v(x)$,这里 $u(x)=x$,$v(x)=1$,则有:
$\lim_{x \to 1} (x+\lim_{x \to 1}1$
因为 $\lim_{x \to 1}x = 1$,$\lim_{x \to 1}1 = 1$,所以 $\lim_{x \to 1} f(x)=1 + 1 = 2$。
这表明即使函数在某点无定义,其在该点的极限也可能存在。 - 对于函数 $g(x) = \begin{cases} x & x \neq 0 \\ 1 & x = 0 \end{cases}$,在 $x = 0$ 处有定义,$g(0)=1$。
当求 $\lim_{x \to 0} g(x)$ 时,因为当 $x \neq 0$ 时,$g(x)=x$,所以 $\lim_{x \to 0} g(x)=\lim_{x \to 0} x$。
根据极限的基本性质,$\lim_{x \to a}x=a$,这里 $a = 0$,所以 $\lim_{x \to 0} g(x)=0$。
这说明函数在某点有定义,但该点的极限值可能与函数在该点的定义值不同,即函数在某点有定义不影响极限的存在性。
- 对于函数 $f(x) = \frac{x^2 - 1}{x - 1}$,当 $x = 1$ 时,分母为 $0$,函数在 $f(x)$ 在 $x = 1$ 处无定义。
综上,$\lim_{x \to x_0} f(x)$ 是否存在与函数 $f(x)$ 在点 $x_0$ 处是否有定义无关,该命题是正确的。