要使函数 f(x) = (sqrt(3+x) - sqrt(3-x))/(tan x) 在 x=0 处连续,应给 f(0) 补充定义的数值是 ( )。A. 1B. 2C. sqrt(2)D. (sqrt(3))/(3)
A. 1
B. 2
C. $\sqrt{2}$
D. $\frac{\sqrt{3}}{3}$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查函数在某点连续的定义及极限的计算方法,特别是处理$\frac{0}{0}$型未定式的能力。
解题核心思路:
要使函数$f(x)$在$x=0$处连续,需补充定义$f(0)$为$\lim\limits_{x \to 0} f(x)$的值。关键在于化简原式,消除分母和分子中的零因子,从而求出极限。
破题关键点:
- 分子有理化:通过乘以共轭表达式消去根号差,将分子转化为多项式形式。
- 利用等价无穷小:当$x \to 0$时,$\tan x \sim x$,简化分母表达式。
- 代数化简:结合上述两步,最终将极限转化为简单代数运算。
第一步:分子有理化
原函数为:
$f(x) = \frac{\sqrt{3+x} - \sqrt{3-x}}{\tan x}$
对分子$\sqrt{3+x} - \sqrt{3-x}$进行有理化:
$\begin{aligned}\sqrt{3+x} - \sqrt{3-x} &= \frac{(\sqrt{3+x} - \sqrt{3-x})(\sqrt{3+x} + \sqrt{3-x})}{\sqrt{3+x} + \sqrt{3-x}} \\&= \frac{(3+x) - (3-x)}{\sqrt{3+x} + \sqrt{3-x}} \\&= \frac{2x}{\sqrt{3+x} + \sqrt{3-x}}\end{aligned}$
因此,原式可化简为:
$f(x) = \frac{2x}{(\sqrt{3+x} + \sqrt{3-x}) \cdot \tan x}$
第二步:计算极限
当$x \to 0$时,$\tan x \sim x$,代入化简后的表达式:
$\lim_{x \to 0} \frac{2x}{(\sqrt{3+x} + \sqrt{3-x}) \cdot x} = \lim_{x \to 0} \frac{2}{\sqrt{3+x} + \sqrt{3-x}}$
进一步代入$x=0$:
$\frac{2}{\sqrt{3} + \sqrt{3}} = \frac{2}{2\sqrt{3}} = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}$
第三步:结论
为了使$f(x)$在$x=0$处连续,需定义$f(0) = \frac{\sqrt{3}}{3}$。