当lim_(x to infty) arctanx的极限为()A. (pi)/(2)B. -(pi)/(2)C. (pi)/(2) 和 -(pi)/(2) 都是D. 不存在
A. $\frac{\pi}{2}$
B. $-\frac{\pi}{2}$
C. $\frac{\pi}{2}$ 和 $-\frac{\pi}{2}$ 都是
D. 不存在
题目解答
答案
解析
本题考查反正切函数极限的知识以及极限存在的条件。解题思路是分别计算当$x$趋于正无穷和负无穷时$\arctan x$的极限,然后根据极限存在的充要条件判断$\lim_{x \to \infty} \arctan x$是否存在。
步骤一:计算$x$趋于正无穷时$\arctan x$的极限
根据反正切函数$y = \arctan x$的性质,当$x$趋近于正无穷时,$\arctan x$趋近于$\frac{\pi}{2}$,用数学公式表示为:
$\lim_{x \to +\infty} \arctan x = \frac{\pi}{2}$
步骤二:计算$x$趋于负无穷时$\arctan x$的极限
同样根据反正切函数$y = \arctan x$的性质,当$x$趋近于负无穷时,$\arctan x$趋近于$-\frac{\pi}{2}$,用数学公式表示为:
$\lim_{x \to -\infty} \arctan x = -\frac{\pi}{2}$
步骤三:判断$\lim_{x \to \infty} \arctan x$是否存在
极限$\lim_{x \to \infty} f(x)$存在的充要条件是$\lim_{x \to +\infty} f(x)$和$\lim_{x \to -\infty} f(x)$都存在且相等。
在本题中,$\lim_{x \to +\infty} \arctan x = \frac{\pi}{2}$,$\lim_{x \to -\infty} \arctan x = -\frac{\pi}{2}$,因为$\frac{\pi}{2} \neq -\frac{\pi}{2}$,即$\lim_{x \to +\infty} \arctan x \neq \lim_{x \to -\infty} \arctan x$,所以$\lim_{x \to \infty} \arctan x$不存在。