题目
设f(x)=}(e^sin2x-e^sinx)/(x),&xneq0a,&x=0在x=0处连续,则a=()。A. 1B. -1C. 0D. 2
设$f(x)=\begin{cases}\frac{e^{sin2x}-e^{sinx}}{x},&x\neq0\\a,&x=0\end{cases}$在x=0处连续,则a=()。
A. 1
B. -1
C. 0
D. 2
题目解答
答案
A. 1
解析
本题考查函数在某点连续的定义以及等价无穷小替换在极限计算中的应用。解题的关键在于利用函数在一点连续的条件,即该点处的函数值等于极限值,通过对极限式子进行变形和等价无穷小替换来求解极限,进而得到$a$的值。
- 因为函数$f(x)$在$x = 0$处连续,根据函数连续的定义可知$\lim\limits_{x \to 0} f(x) = f(0)$。
已知$f(0)=a$,所以需要求出$\lim\limits_{x \to 0} f(x)$,当$x\neq0$时,$f(x)=\frac{e^{\sin2x}-e^{\sin x}}{x}$,则$\lim\limits_{x \to 0} f(x)=\lim\limits_{x \to 0} \frac{e^{\sin2x}-e^{\sin x}}{x}$。 - 对$\lim\limits_{x \to 0} \frac{e^{\sin2x}-e^{\sin x}}{x}$进行变形,提取公因式$e^{\sin x}$可得:
$\lim\limits_{x \to 0} \frac{e^{\sin2x}-e^{\sin x}}{x}=\lim\limits_{x \to 0} \frac{e^{\sin x}(e^{\sin2x - \sin x}-1)}{x}$ - 当$x \to 0$时,$\sin x \to 0$,$\sin2x \to 0$,那么$\sin2x - \sin x \to 0$。
根据等价无穷小$e^t - 1\sim t$($t \to 0$),当$t = \sin2x - \sin x$时,$e^{\sin2x - \sin x}-1\sim \sin2x - \sin x$($x \to 0$)。
所以$\lim\limits_{x \to 0} \frac{e^{\sin x}(e^{\sin2x - \sin x}-1)}{x}=\lim\limits_{x \to 0} \frac{e^{\sin x}(\sin2x - \sin x)}{x}$。 - 因为$\lim\limits_{x \to 0} e^{\sin x}=e^{\sin0}=e^0 = 1$,则$\lim\limits_{x \to 0} \frac{e^{\sin x}(\sin2x - \sin x)}{x}=\lim\limits_{x \to 0} e^{\sin x}\cdot\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin2x - \sin x}{x}=1\times\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin2x - \sin x}{x}$。
- 再根据极限的运算法则$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin2x - \sin x}{x}=\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin2x}{x}-\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}$。
根据重要极限$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin t}{t}=1$,对于$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin2x}{x}$,令$t = 2x$,则$x=\frac{t}{2}$,当$x \to 0$时,$t \to 0$,所以$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin2x}{x}=\lim\limits_{t \to 0} \frac{\sin t}{\frac{t}{2}} = 2\lim\limits_{t \to 0} \frac{\sin t}{t}=2\times1 = 2$,而$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}=1$。
则$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin2x}{x}-\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}=2 - 1 = 1$。 - 综上,$\lim\limits_{x \to 0} f(x)=1$,又因为$\lim\limits_{x \to 0} f(x) = f(0)=a$,所以$a = 1$。