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数学
题目

3.对于函数y=sin(tan x)-tan(sin x)(0le xle pi),x=(pi)/(2)是____. (A.)连续点 (B.)第一类间断点 (C.)可去间断点 (D.)第二类间断点

3.对于函数$y=\sin(\tan x)-\tan(\sin x)(0\le x\le \pi)$,$x=\frac{\pi}{2}$是____. (
A.)连续点 (
B.)第一类间断点 (
C.)可去间断点 (
D.)第二类间断点

题目解答

答案

为了确定函数 $ y = \sin(\tan x) - \tan(\sin x) $ 在 $ x = \frac{\pi}{2} $ 处的性质,我们需要分析函数在该点的连续性。具体来说,我们需要检查函数在 $ x = \frac{\pi}{2} $ 处是否有定义,以及函数在该点的极限是否存在。 1. **检查函数在 $ x = \frac{\pi}{2} $ 处是否有定义:** - 计算 $ \tan\left(\frac{\pi}{2}\right) $:正切函数在 $ x = \frac{\pi}{2} $ 处没有定义,因为 $ \tan\left(\frac{\pi}{2}\right) = \frac{\sin\left(\frac{\pi}{2}\right)}{\cos\left(\frac{\pi}{2}\right)} = \frac{1}{0} $,这在数学上是未定义的。 - 由于 $ \tan\left(\frac{\pi}{2}\right) $ 未定义, $ \sin\left(\tan\left(\frac{\pi}{2}\right)\right) $ 也未定义。 - 计算 $ \sin\left(\frac{\pi}{2}\right) $: $ \sin\left(\frac{\pi}{2}\right) = 1 $。 - 计算 $ \tan\left(\sin\left(\frac{\pi}{2}\right)\right) $: $ \tan(1) $ 是定义的(虽然它是一个特定的值,但它是有限的)。 - 由于 $ \sin\left(\tan\left(\frac{\pi}{2}\right)\right) $ 未定义,函数 $ y = \sin(\tan x) - \tan(\sin x) $ 在 $ x = \frac{\pi}{2} $ 处未定义。 2. **检查函数在 $ x = \frac{\pi}{2} $ 处的极限:** - 我们需要找到 $ \lim_{x \to \frac{\pi}{2}} \sin(\tan x) - \tan(\sin x) $。 - 首先,考虑 $ \lim_{x \to \frac{\pi}{2}} \sin(\tan x) $。当 $ x $ 从左边接近 $ \frac{\pi}{2} $ 时, $ \tan x $ 接近 $ +\infty $。正弦函数在 $ +\infty $ 处在 -1 和 1 之间振荡,因此 $ \lim_{x \to \frac{\pi}{2}^-} \sin(\tan x) $ 不存在。 - 当 $ x $ 从右边接近 $ \frac{\pi}{2} $ 时, $ \tan x $ 接近 $ -\infty $。正弦函数在 $ -\infty $ 处也在 -1 和 1 之间振荡,因此 $ \lim_{x \to \frac{\pi}{2}^+} \sin(\tan x) $ 不存在。 - 由于 $ \lim_{x \to \frac{\pi}{2}} \sin(\tan x) $ 不存在, $ \lim_{x \to \frac{\pi}{2}} \sin(\tan x) - \tan(\sin x) $ 也不存在。 由于函数在 $ x = \frac{\pi}{2} $ 处未定义,且在 $ x = \frac{\pi}{2} $ 处的极限不存在, $ x = \frac{\pi}{2} $ 是函数的第二类间断点。 因此,正确答案是 $\boxed{\text{D}}$。

解析

考查要点:本题主要考查函数在特定点的连续性及间断点类型的判断,涉及正切函数、正弦函数的复合函数分析,以及极限存在的条件。

解题核心思路:

  1. 判断函数在$x=\frac{\pi}{2}$处是否定义:若函数在该点无定义,则可能为间断点。
  2. 分析左右极限是否存在:若极限不存在或为无穷,则为第二类间断点;若左右极限存在且相等,则为可去间断点(属于第一类)。

破题关键点:

  • 正切函数的无定义点:$\tan x$在$x=\frac{\pi}{2}$处无定义,导致$\sin(\tan x)$也无定义。
  • 极限的振荡性:当$x$趋近于$\frac{\pi}{2}$时,$\tan x$趋向于$\pm\infty$,$\sin(\tan x)$在$[-1,1]$间无限振荡,导致极限不存在。

步骤1:判断函数在$x=\frac{\pi}{2}$处的定义性

  • $\tan\left(\frac{\pi}{2}\right)$无定义,因此$\sin\left(\tan\left(\frac{\pi}{2}\right)\right)$也无定义。
  • 虽然$\tan(\sin x)$在$x=\frac{\pi}{2}$处有定义($\sin\left(\frac{\pi}{2}\right)=1$,$\tan 1$存在),但整体函数$y$因$\sin(\tan x)$未定义而不连续。

步骤2:分析左右极限是否存在

  • 当$x \to \frac{\pi}{2}^-$:$\tan x \to +\infty$,$\sin(\tan x)$在$[-1,1]$间无限振荡,极限不存在。
  • 当$x \to \frac{\pi}{2}^+$:$\tan x \to -\infty$,$\sin(\tan x)$同样振荡,极限不存在。
  • $\tan(\sin x)$在$x \to \frac{\pi}{2}$时趋向于$\tan 1$(有限值),但$\sin(\tan x)$的振荡导致整体极限不存在。

步骤3:确定间断点类型

  • 函数在$x=\frac{\pi}{2}$处无定义,且左右极限均不存在,属于第二类间断点。

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