函数f(x)=(x-x3)/sinπx的可去间断点的个数为()。A. 1B. 2C. 3D. 无穷多个
A. 1
B. 2
C. 3
D. 无穷多个
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查函数间断点类型的判断,特别是可去间断点的判定条件。需要结合分母为零的点,分析分子是否也为零,并进一步计算极限是否存在。
解题核心思路:
- 确定间断点位置:分母$\sin \pi x = 0$的解为$x = n$($n$为整数)。
- 筛选可能的可去间断点:当分子$x - x^3$在$x = n$处也为零时,可能存在极限。
- 计算极限:对满足条件的$x = n$,通过泰勒展开或等价无穷小替换计算极限,判断是否为可去间断点。
破题关键点:
- 分子为零的条件:解方程$x - x^3 = 0$,得到$x = 0, \pm 1$。
- 极限计算技巧:利用$\sin \pi x \approx \pi(x - n)$展开,结合分子展开化简表达式。
步骤1:确定间断点位置
函数$f(x) = \dfrac{x - x^3}{\sin \pi x}$的分母$\sin \pi x = 0$时无定义,解得$x = n$($n$为整数)。
步骤2:筛选可能的可去间断点
当$x = n$时,若分子$x - x^3 = 0$,则可能存在极限。解方程:
$x - x^3 = x(1 - x^2) = 0 \implies x = 0, \pm 1.$
因此,可能的可去间断点为$x = 0, 1, -1$。
步骤3:计算各点的极限
$x = 0$处
当$x \to 0$时,$\sin \pi x \approx \pi x$,分子$x - x^3 \approx x$,故:
$\lim_{x \to 0} \frac{x - x^3}{\sin \pi x} = \lim_{x \to 0} \frac{x}{\pi x} = \frac{1}{\pi}.$
极限存在,$x = 0$是可去间断点。
$x = 1$处
令$x = 1 + h$($h \to 0$),则$\sin \pi x = \sin(\pi + \pi h) \approx -\pi h$,分子:
$x - x^3 = (1 + h) - (1 + h)^3 \approx -2h.$
故:
$\lim_{x \to 1} \frac{x - x^3}{\sin \pi x} = \lim_{h \to 0} \frac{-2h}{-\pi h} = \frac{2}{\pi}.$
极限存在,$x = 1$是可去间断点。
$x = -1$处
令$x = -1 + h$($h \to 0$),则$\sin \pi x = \sin(-\pi + \pi h) \approx \pi h$,分子:
$x - x^3 = (-1 + h) - (-1 + h)^3 \approx 2h.$
故:
$\lim_{x \to -1} \frac{x - x^3}{\sin \pi x} = \lim_{h \to 0} \frac{2h}{\pi h} = \frac{2}{\pi}.$
极限存在,$x = -1$是可去间断点。
步骤4:排除其他整数点
对于其他整数$n \neq 0, \pm 1$,分子$x - x^3 \neq 0$,分母趋近于0时极限为无穷大,故这些点为无穷间断点。