题目
3.下列函数在指出的点处间断,说明这些间断点属于哪一类.如果是可去间断点,-|||-那么补充或改变函数的定义使它连续:-|||-(3) =(cos )^2dfrac (1)(x) =0;

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查函数在某点处的间断点类型判断,特别是第二类间断点(振荡间断点)的识别,以及可去间断点的处理方法。
解题核心思路:
- 判断左右极限是否存在:当$x \to 0$时,$\cos^2\left(\dfrac{1}{x}\right)$的值在$[0,1]$之间无限次振荡,导致左右极限均不存在。
- 确定间断类型:由于左右极限不存在,属于第二类间断点(振荡型)。
- 可去间断点的条件:若为第一类间断点且左右极限相等,则可通过定义函数值使其连续。但本题为第二类间断点,无法通过补充定义消除。
破题关键:
- 振荡函数的极限特性:$\cos\left(\dfrac{1}{x}\right)$在$x \to 0$时的高频振荡导致平方后的函数极限不存在。
- 第二类间断点的判定:极限不存在或为无穷大时,直接判定为第二类间断点。
函数分析
函数$y = \cos^2\left(\dfrac{1}{x}\right)$在$x=0$处无定义,需判断其间断点类型。
步骤1:分析$x \to 0$时的函数行为
当$x \to 0$时,$\dfrac{1}{x}$的绝对值趋于无穷大,$\cos\left(\dfrac{1}{x}\right)$的值在$[-1,1]$之间无限次振荡。平方后,$\cos^2\left(\dfrac{1}{x}\right)$的值在$[0,1]$之间振荡,且振荡频率无限加快。
步骤2:计算左右极限
- 左极限:当$x \to 0^-$时,$\dfrac{1}{x} \to -\infty$,但$\cos\left(\dfrac{1}{x}\right)$仍振荡于$[-1,1]$,故$\lim_{x \to 0^-} \cos^2\left(\dfrac{1}{x}\right)$不存在。
- 右极限:当$x \to 0^+$时,$\dfrac{1}{x} \to +\infty$,同理$\lim_{x \to 0^+} \cos^2\left(\dfrac{1}{x}\right)$也不存在。
步骤3:判定间断类型
由于左右极限均不存在,$x=0$为第二类间断点(振荡型)。
关键结论:第二类间断点无法通过补充定义消除,因此无需进一步操作。