题目
1.已知函数f(x)=(int_(0)^x|sin t|dt)/(x^6)在(0,+∞)上有界,则α的取值范围应为A. (0,+∞)B. (0,3]C. [1,2]D. (1,3]
1.已知函数$f(x)=\frac{\int_{0}^{x}|\sin t|dt}{x^{6}}$在(0,+∞)上有界,则α的取值范围应为
A. (0,+∞)
B. (0,3]
C. [1,2]
D. (1,3]
题目解答
答案
C. [1,2]
解析
考查要点:本题主要考查函数在无穷区间上的有界性,涉及积分与极限的结合应用。关键在于分析积分在$x \to 0^+$和$x \to +\infty$时的渐进行为,并结合分母$x^\alpha$的次数确定$\alpha$的范围。
解题思路:
- 局部分析:当$x \to 0^+$时,利用等价无穷小替换简化积分,确定$\alpha$的上界;
- 整体分析:当$x \to +\infty$时,利用周期函数的积分平均值简化表达式,确定$\alpha$的下界;
- 综合条件:将两个条件合并,得到$\alpha$的取值范围。
当$x \to 0^+$时
- 等价无穷小替换:当$t \to 0$时,$|\sin t| \sim t$;
- 积分近似:$\displaystyle \int_0^x |\sin t| \, dt \sim \int_0^x t \, dt = \frac{x^2}{2}$;
- 函数表达式:$f(x) \sim \frac{x^2/2}{x^\alpha} = \frac{x^{2-\alpha}}{2}$;
- 有界条件:要求$2 - \alpha \geq 0$,即$\alpha \leq 2$。
当$x \to +\infty$时
- 周期函数积分:$|\sin t|$的周期为$\pi$,每个周期内积分值为$2$,故$\displaystyle \int_0^x |\sin t| \, dt \approx \frac{2}{\pi} x$;
- 函数表达式:$f(x) \approx \frac{2x/\pi}{x^\alpha} = \frac{2}{\pi} x^{1-\alpha}$;
- 有界条件:要求$1 - \alpha \leq 0$,即$\alpha \geq 1$。
综合条件
$\alpha$需同时满足$\alpha \leq 2$和$\alpha \geq 1$,故取值范围为$[1, 2]$。