函数f(x)=(2+e^frac(1)/(x))(1+e^(2)/(x))+(sin x)/(|x|)在x=0处为().A. 可去间断点B. 跳跃间断点C. 无穷间断点D. 振荡间断点
A. 可去间断点
B. 跳跃间断点
C. 无穷间断点
D. 振荡间断点
题目解答
答案
解析
本题考查函数间断点的类型判断,解题思路是先判断函数在$x = 0$处是否有定义,再分别计算函数在$x = 0$处的左、右极限,最后根据间断点的定义判断间断点的类型。
步骤一:判断函数在$x = 0$处的定义情况
函数$f(x)=\frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}} + \frac{\sin x}{\vert x\vert}$,当$x = 0$时,$\frac{1}{x}$和$\frac{\sin x}{\vert x\vert}$无意义,所以函数$f(x)$在$x = 0$处无定义。
步骤二:计算函数在$x = 0$处的左极限$\lim\limits_{x \to 0^{-}} f(x)$
当$x \to 0^{-}$时,$\frac{1}{x} \to -\infty$,则$e^{\frac{1}{x}} \to 0$,$e^{\frac{2}{x}} \to 0$。
此时$\lim\limits_{x \to 0^{-}} \frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}}=\frac{2 + 0}{1 + 0}= 2$。
当$x \to 0^{-}$时,$\vert x\vert = -x$,则$\lim\limits_{x \to 0^{-}} \frac{\sin x}{\vert x\vert}=\lim\limits_{x \to 0^{-}} \frac{\sin x}{-x}= -1$(根据重要极限$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}= 1$)。
所以$\lim\limits_{x \to 0^{-}} f(x)=\lim\limits_{x \to 0^{-}} \frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}} + \lim\limits_{x \to 0^{-}} \frac{\sin x}{\vert x\vert}= 2 + (-1)= 1$。
步骤三:计算函数在$x = 0$处的右极限$\lim\limits_{x \to 0^{+}} f(x)$
当$x \to 0^{+}$时,$\frac{1}{x} \to +\infty$,则$e^{\frac{1}{x}} \to +\infty$,$e^{\frac{2}{x}} \to +\infty$。
对$\frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}}$分子分母同时除以$e^{\frac{2}{x}}$,可得$\frac{2e^{-\frac{2}{x}} + e^{-\frac{1}{x}}}{e^{-\frac{2}{x}} + 1}$,因为$e^{-\frac{2}{x}} \to 0$,$e^{-\frac{1}{x}} \to 0$,所以$\lim\limits_{x \to 0^{+}} \frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}}=\lim\limits_{x \to 0^{+}} \frac{2e^{-\frac{2}{x}} + e^{-\frac{1}{x}}}{e^{-\frac{2}{x}} + 1}= 0$。
当$x \to 0^{+}$时,$\vert x\vert = x$,则$\lim\limits_{x \to 0^{+}} \frac{\sin x}{\vert x\vert}=\lim\limits_{x \to 0^{+}} \frac{\sin x}{x}= 1$(根据重要极限$\lim\limits_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}= 1$)。
所以$\lim\limits_{x \to 0^{+}} f(x)=\lim\limits_{x \to 0^{+}} \frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}} + \lim\limits_{x \to 0^{+}} \frac{\sin x}{\vert x\vert}= 0 + 1= 1$。
步骤四:判断间断点的类型
因为$\lim\limits_{x \to 0^{-}} f(x)=\lim\limits_{x \to 0^{+}} f(x)= 1$,即函数在$x = 0$处的左、右极限存在且相等,但函数在$x = 0$处无定义,所以$x = 0$是函数$f(x)$的可去间断点。