题目
2023.2.设函数f(x)=}cos x+xsin(1)/(x),xA. 无穷间断点B. 可去间断点C. 跳跃间断点D. 连续点
2023.2.设函数$f(x)=\begin{cases}\cos x+x\sin\frac{1}{x},x<0\\x^{3}+1,x\geq0\end{cases}$,则点x=0是f(x)的( )
A. 无穷间断点
B. 可去间断点
C. 跳跃间断点
D. 连续点
题目解答
答案
D. 连续点
解析
考查要点:本题主要考查分段函数在分段点处的连续性判断,需要计算左右极限并比较其与函数值的关系。
解题核心思路:
- 判断连续性:需验证三个条件:函数在$x=0$处有定义,左极限和右极限存在且相等,且极限值等于函数值。
- 计算左极限:当$x \to 0^-$时,$f(x) = \cos x + x \sin \frac{1}{x}$,需分别计算$\cos x$和$x \sin \frac{1}{x}$的极限。
- 计算右极限:当$x \to 0^+$时,$f(x) = x^3 + 1$,直接代入$x=0$即可。
- 比较极限与函数值:若左右极限相等且等于$f(0)$,则连续。
破题关键点:
- 夹逼定理的应用:对于$x \sin \frac{1}{x}$,利用$|x \sin \frac{1}{x}| \leq |x|$,当$x \to 0$时,该部分极限为$0$。
- 分段函数的分段点处理:明确左右极限的计算方式,避免混淆不同区间的表达式。
计算左极限($x \to 0^-$)
当$x < 0$时,$f(x) = \cos x + x \sin \frac{1}{x}$:
- $\cos x$的极限:$\lim_{x \to 0^-} \cos x = \cos 0 = 1$。
- $x \sin \frac{1}{x}$的极限:
- 由于$|\sin \frac{1}{x}| \leq 1$,故$|x \sin \frac{1}{x}| \leq |x|$。
- 当$x \to 0^-$时,$|x| \to 0$,根据夹逼定理,$\lim_{x \to 0^-} x \sin \frac{1}{x} = 0$。
- 左极限结果:$\lim_{x \to 0^-} f(x) = 1 + 0 = 1$。
计算右极限($x \to 0^+$)
当$x \geq 0$时,$f(x) = x^3 + 1$:
- $\lim_{x \to 0^+} f(x) = 0^3 + 1 = 1$。
比较函数值
- $f(0) = 0^3 + 1 = 1$。
结论
左右极限均为$1$,且等于$f(0)$,因此$f(x)$在$x=0$处连续。