题目
下列陈述中,哪些是对的,哪些是错的?如果是对的,说明理由;如果是错的,试-|||-给出一个反例.-|||-(1)如果lim f(x )存在,但limg(x)不存在,那么 lim _(xarrow {x)_(0)}[ f(x)+g(x)] 不存在;-|||-(2)如果lim f(x )和lim g(x)都不存在,那么 lim _(xarrow {x)_(0)}[ f(x)+g(x)] 不存在;-|||-(3)如果lim f(x )存在,但limg(x )不存在,那么lim f(x )·g(x)不存在.
题目解答
答案
解析
考查要点:极限的运算性质及存在性判断。
解题思路:
- 极限的线性性质:若$\lim f(x)$存在,$\lim [f(x)+g(x)]$存在,则$\lim g(x)$必然存在。
- 反例构造:当两个函数的极限均不存在时,它们的和可能存在;当一个函数的极限存在但另一个不存在时,它们的乘积可能仍存在。
关键点:
- 反证法用于判断(1)的正确性;
- 具体函数构造反例用于判断(2)和(3)的错误性。
第(1)题
结论:正确。
证明:
假设$\lim_{x \to x_0} [f(x)+g(x)]$存在,则根据极限的线性性质:
$\lim_{x \to x_0} g(x) = \lim_{x \to x_0} [f(x)+g(x)] - \lim_{x \to x_0} f(x)$
这与已知“$\lim_{x \to x_0} g(x)$不存在”矛盾,故原命题成立。
第(2)题
结论:错误。
反例:
取$f(x) = \text{sgn}(x)$,$g(x) = -\text{sgn}(x)$,当$x \to 0$时:
- $\lim_{x \to 0} f(x)$不存在(左右极限分别为$1$和$-1$);
- $\lim_{x \to 0} g(x)$同理不存在;
- 但$f(x)+g(x) = 0$,故$\lim_{x \to 0} [f(x)+g(x)] = 0$存在。
第(3)题
结论:错误。
反例:
取$f(x) = x$,$g(x) = \sin\left(\dfrac{1}{x}\right)$,当$x \to 0$时:
- $\lim_{x \to 0} f(x) = 0$存在;
- $\lim_{x \to 0} g(x)$不存在(振荡无极限);
- 但$f(x) \cdot g(x) = x \sin\left(\dfrac{1}{x}\right)$,其绝对值不超过$|x|$,故$\lim_{x \to 0} x \sin\left(\dfrac{1}{x}\right) = 0$存在。