1.单选题当x→∞时,(pi)/(2)-arctan x是()A. 无穷小量B. 无穷大量C. 有界变量D. 无界变量
A. 无穷小量
B. 无穷大量
C. 有界变量
D. 无界变量
题目解答
答案
解析
本题考查无穷小量、无穷大量、有界变量和无界变量的概念,解题思路是根据反正切函数$y = \arctan x$的性质,分析当$x\to\infty$时$\frac{\pi}{2}-\arctan x$的取值范围,进而判断其属于哪种变量类型。
步骤一:明确反正切函数$y = \arctan x$的性质
反正切函数$y = \arctan x$的定义域为$(-\infty, +\infty)$,值域为$(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})$,即对于任意的$x\in(-\infty, +\infty)$,都有$-\frac{\pi}{2}\lt{}\arctan x\lt{}\frac{\pi}{2}$。
步骤二:分析$\frac{\pi}{2}-\arctan x$的取值范围
由$-\frac{\pi}{2}\lt{}\arctan x\lt{}\frac{\pi}{2}$,不等式两边同时乘以$-1$,不等号方向改变,可得$-\frac{\pi}{2}\times(-1)\gt{}\arctan x\times(-1)\gt \frac{\pi}{2}\times(-1)$,即$-\frac{\pi}{2}\lt{}-\arctan x\lt{}\frac{\pi}{2}$。
不等式两边同时加上$\frac{\pi}{2}$,可得$\frac{\pi}{2}-\frac{\pi}{2}\lt{}\frac{\pi}{2}-\arctan x\lt{}\frac{\pi}{2}+\frac{\pi}{2}$,即$0\lt{}\frac{\pi}{2}-\arctan x\lt{}\pi$。
步骤三:根据变量类型的定义进行判断
- 无穷小量:在某个过程中,极限为$0$的变量称为无穷小量。因为$\lim\limits_{x\to\infty}(\frac{\pi}{2}-\arctan x)$并不等于$0$,所以$\frac{\pi}{2}-\arctan x$不是无穷小量。
- 无穷大量:在某个过程中,绝对值无限增大的变量称为无穷大量。而$\frac{\pi}{2}-\arctan x$的取值范围是$(0, \pi)$,其值不会无限增大,所以$\frac{\pi}{2}-\arctan x$不是无穷大量。
- 有界变量:如果存在正数$M$,使得变量$y$在某个变化过程中,恒有$\vert y\vert\leq M$,则称$y$为有界变量。由于$0\lt{}\frac{\pi}{2}-\arctan x\lt{}\pi$,取$M = \pi$,则$\vert\frac{\pi}{2}-\arctan x\vert\lt{}\pi$,所以$\frac{\pi}{2}-\arctan x$是有界变量。
- 无界变量:在某个过程中,变量的值可以无限增大的变量称为无界变量。因为$\frac{\pi}{2}-\arctan x$的取值范围是$(0, \pi)$,其值不会无限增大,所以$\frac{\pi}{2}-\arctan x$不是无界变量。