题目
下列函数中,有界的是( )。A. y = arctan x B. y = tan x C. y = (1)/(x) D. y = 2^x
下列函数中,有界的是( )。
A. $ y = \arctan x $
B. $ y = \tan x $
C. $ y = \frac{1}{x} $
D. $ y = 2^x $
题目解答
答案
A. $ y = \arctan x $
解析
有界函数的定义是存在实数$M>0$,使得对定义域内所有$x$,都有$|f(x)| \leq M$。本题需判断四个选项中哪个函数满足这一条件。
关键思路:
- 分析每个函数的定义域和值域,判断是否存在无限增长的趋势。
- 特别关注函数在定义域边界或特殊点(如渐近线)的行为,例如趋近于无穷大或趋于稳定值。
- 排除无界函数:若函数在某区域无限增大或减小,则为无界。
A. $y = \arctan x$
- 定义域:全体实数$(-\infty, +\infty)$。
- 值域:$\left( -\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2} \right)$。
- 渐进行为:当$x \to \pm\infty$时,$\arctan x$趋近于$\pm\frac{\pi}{2}$,始终被限制在有限区间内。
- 结论:有界,且$M = \frac{\pi}{2}$。
B. $y = \tan x$
- 定义域:$x \neq \frac{\pi}{2} + k\pi$($k \in \mathbb{Z}$)。
- 渐进行为:在每个周期内,当$x \to \frac{\pi}{2}^-$时,$\tan x \to +\infty$;当$x \to -\frac{\pi}{2}^+$时,$\tan x \to -\infty$。
- 结论:无界。
C. $y = \frac{1}{x}$
- 定义域:$x \neq 0$。
- 渐进行为:当$x \to 0^+$时,$\frac{1}{x} \to +\infty$;当$x \to 0^-$时,$\frac{1}{x} \to -\infty$。
- 结论:无界。
D. $y = 2^x$
- 定义域:全体实数。
- 渐进行为:当$x \to +\infty$时,$2^x \to +\infty$;当$x \to -\infty$时,$2^x \to 0$。
- 结论:无界(因$x \to +\infty$时函数值无限增大)。