3.给出以下4个命题①若lim_(x to infty)f(x)=a,则lim_(n to infty)f(n)=a.②若lim_(n to infty)f(n)=a,则lim_(x to infty)f(x)=a.③若lim_(x to x_{0)}f(x)=a,且lim_(n to infty)x_(n)=x_(0),则lim_(n to infty)f(x_(n))=a.④若lim_(x to infty)x_(n)=x_(0),且lim_(n to infty)f(x_(n))=a,则lim_(x to x_{0)}f(x)=a.其中真命题个数为()A. 0.B. 1.C. 2.D. 3.
A. 0.
B. 1.
C. 2.
D. 3.
题目解答
答案
解析
本题主要考查函数极限与数列极限之间的关系,解题的关键在于理解函数极限和数列极限的定义,并根据定义来判断各个命题的真假。
命题①
若$\lim_{x \to \infty}f(x)=a$,根据函数极限的定义,对于任意给定的正数$\varepsilon$,存在正数$X$,当$\vert x\vert>X$时,有$\vert f(x) - a\vert<\varepsilon$。
因为$n$是正整数,当$n > X$时,$n$满足$\vert n\vert>X$,所以此时也有$\vert f(n) - a\vert<\varepsilon$,这就说明$\lim_{n \to \infty}f(n)=a$,故命题①为真命题。
命题②
若$\lim_{n \to \infty}f(n)=a$,只能说明当$n$取正整数且趋于无穷大时,$f(n)$趋近于$a$。
但函数极限$\lim_{x \to \infty}f(x)=a$要求$x$是连续变化的实数趋于无穷大时$f(x)$趋近于$a$。
例如函数$f(x)=\begin{cases}1, & x\in N^+ \\ 0, & x\notin N^+ \end{cases}$,此时$\lim_{n \to \infty}f(n)=1$,但当$x$取非正整数趋于无穷大时,$f(x)=0$,所以$\lim_{x \to \infty}f(x)$不存在,故命题②为假命题。
命题③
若$\lim_{x \to x_{0}}f(x)=a$,根据函数极限的定义,对于任意给定的正数$\varepsilon$,存在正数$\delta$,当$0<\vert x - x_{0}\vert<\delta$时,有$\vert f(x) - a\vert<\varepsilon$。
又因为$\lim_{n \to \infty}x_{n}=x_{0}$,对于上述的$\delta$,存在正整数$N$,当$n > N$时,有$\vert x_{n} - x_{0}\vert<\delta$。
那么当$n > N$时,$0<\vert x_{n} - x_{0}\vert<\delta$成立,所以$\vert f(x_{n}) - a\vert<\varepsilon$,即$\lim_{n \to \infty}f(x_{n})=a$,故命题③为真命题。
命题④
若$\lim_{n \to \infty}x_{n}=x_{0}$,且$\lim_{n \to \infty}f(x_{n})=a$,只能说明数列$\{x_n\}$对应的函数值数列$\{f(x_n)\}$趋于$a$。
但不能保证对于任意趋于$x_0$的实数序列$\{y_n\}$,都有$\lim_{n \to \infty}f(y_{n})=a$。
例如函数$f(x)=\begin{cases}1, & x\neq 0 \\ 0, & x = 0 \end{cases}$,取$x_n=\frac{1}{n}$,则$\lim_{n \to \infty}x_{n}=0$,$\lim_{n \to \infty}f(x_{n})=1$,但$\lim_{x \to 0}f(x)$不存在,故命题④为假命题。
综上,真命题有①和③,共$2$个。