当 x>0 时,曲线 y=x sin (1)/(x)( )。(A) 有且仅有水平渐近线(B) 有且仅有垂直渐近线(C) 既有水平渐近线,也有垂直渐近线(D) 既无水平渐近线,也无垂直渐近线
当 $x>0$ 时,曲线 $y=x \sin \frac{1}{x}$( )。 (A) 有且仅有水平渐近线 (B) 有且仅有垂直渐近线 (C) 既有水平渐近线,也有垂直渐近线 (D) 既无水平渐近线,也无垂直渐近线
题目解答
答案
我们来分析函数 $ y = x \sin \frac{1}{x} $ 在 $ x > 0 $ 时的渐近线情况。
一、理解题意
我们要判断函数 $ y = x \sin \frac{1}{x} $ 在 $ x > 0 $ 时是否有:
- 水平渐近线:即当 $ x \to \infty $ 时,$ y \to c $(某个常数);
- 垂直渐近线:即当 $ x \to a $(某个有限值)时,$ y \to \pm\infty $。
二、分析水平渐近线($ x \to \infty $)
我们考虑极限:
$\lim_{x \to \infty} x \sin \left( \frac{1}{x} \right)$
我们可以使用等价无穷小替换:
当 $ x \to \infty $,$ \frac{1}{x} \to 0 $,所以:
$\sin \left( \frac{1}{x} \right) \sim \frac{1}{x}$
因此:
$x \sin \left( \frac{1}{x} \right) \sim x \cdot \frac{1}{x} = 1$
所以:
$\lim_{x \to \infty} x \sin \left( \frac{1}{x} \right) = 1$
这说明函数在 $ x \to \infty $ 时趋近于常数 1,有水平渐近线 $ y = 1 $。
三、分析垂直渐近线(是否存在某个有限 $ x $ 使得 $ y \to \pm\infty $)
我们考虑函数在 $ x \to 0^+ $ 的行为:
$\lim_{x \to 0^+} x \sin \left( \frac{1}{x} \right)$
注意:当 $ x \to 0^+ $,$ \frac{1}{x} \to +\infty $,所以 $ \sin \left( \frac{1}{x} \right) $ 在 $ [-1, 1] $ 之间震荡。
因此:
$x \sin \left( \frac{1}{x} \right)$
是一个趋于 0 的因子 $ x $ 乘以一个有界震荡函数 $ \sin \left( \frac{1}{x} \right) $,所以整体极限是:
$\lim_{x \to 0^+} x \sin \left( \frac{1}{x} \right) = 0$
也就是说,在 $ x \to 0^+ $ 时函数有界,不会趋于无穷大,因此 没有垂直渐近线。
四、结论
- 有水平渐近线 $ y = 1 $
- 没有垂直渐近线
✅ 正确答案是:
$\boxed{\text{(A) 有且仅有水平渐近线}}$