题目
函数 f(x)=} x-2, & xgeq0, 2-x, & x
函数 $f(x)=\begin{cases} x-2, & x\geq0, \\ 2-x, & x<0, \end{cases}$ 在 $x=0$ 处间断是因为该函数()
A. 在 $x=0$ 处无定义
B. $\lim_{x \to 0^-} f(x)$ 不存在
C. $\lim_{x \to 0^+} f(x)$ 不存在
D. $\lim_{x \to 0} f(x)$ 不存在
题目解答
答案
D. $\lim_{x \to 0} f(x)$ 不存在
解析
本题考查分段函数在某点处的间断性以及函数极限的相关知识。解题的关键在于判断函数在$x = 0$处的定义情况,以及左右极限是否存在且相等。
- 判断函数在$x = 0$处的定义:
已知函数$f(x)=\begin{cases} x - 2, & x\geq0 \\ 2 - x, & x\lt0 \end{cases}$,当$x = 0$时,代入$f(x)=x - 2$可得$f(0)=0 - 2=-2$,所以函数在$x = 0$处有定义,A选项错误。 - 计算函数在$x = 0$处的左极限$\lim_{x \to 0^-} f(x)$:
当$x\to 0^-$时,即$x$从左侧趋近于$0$,此时$x\lt0$,$f(x)=2 - x$。
根据极限的运算法则$\lim_{x \to a} (c - x)=c - a$($c$为常数),可得$\lim_{x \to 0^-} f(x)=\lim_{x \to 0^-} (2 - x)=2 - 0 = 2$,所以左极限存在,B选项错误。 - 计算函数在$x = 0$处的右极限$\lim_{x \to 0^+} f(x)$:
当$x\to 0^+$时,即$x$从右侧趋近于$0$,此时$x\geq0$,$f(x)=x - 2$。
根据极限的运算法则$\lim_{x \to a} (x - c)=a - c$($c$为常数),可得$\lim_{x \to 0^+} f(x)=\lim_{x \to 0^+} (x - 2)=0 - 2 = -2$,所以右极限存在,C选项错误。 - 判断函数在$x = 0$处的极限$\lim_{x \to 0} f(x)$是否存在:
函数在某点处极限存在的充要条件是左极限和右极限都存在且相等。
由前面计算可知$\lim_{x \to 0^-} f(x)=2$,$\lim_{x \to 0^+} f(x)= -2$,因为$\lim_{x \to 0^-} f(x)\neq\lim_{x \to 0^+} f(x)$,所以$\lim_{x \to 0} f(x)$不存在,函数在$x = 0$处间断,D选项正确。