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國中教甄|數學數學113 年第 4 題單選題

已知 為實數,試問下列何者正確?

A如果極限 $\lim_{x\to a}|f(x)|$ 存在,則 $\lim_{x\to a}f(x)$ 必存在
B如果極限 $\lim_{x\to a}(f(x) + g(x))$ 存在,則 $\lim_{x\to a}f(x)$ 與 $\lim_{x\to a}g(x)$ 必同時存在
C如果 $\lim_{x\to a}\frac{f(x)}{g(x)} = \alpha \neq 0$ ,且 $\lim_{x\to a}\frac{1}{f(x)} = \beta \neq 0$ 都存在,其中 $\alpha, \beta$ 為實數,則極限 $\lim_{x\to a}g(x) = \frac{\beta}{\alpha}$
D如果 $\lim_{x\to a}f(x)-g(x)=\alpha\neq0,$ 且 $\lim_{x\to a}\frac{1}{f(x)}=\beta\neq0$ 都存在,其中 $\alpha,\beta$ 為實數,則極限 $\lim_{x\to a}g(x)=\frac{1}{\beta}-\alpha$正確答案
答案與詳解
D
正確答案
利用極限的四則運算性質與反例檢驗,可推導出(D)選項的極限運算完全符合定理。

逐選項解析

A如果極限 $\lim_{x\to a}|f(x)|$ 存在,則 $\lim_{x\to a}f(x)$ 必存在✕ 錯誤
反例:若 $f(x)$ 在 $x=a$ 左右兩側分別趨近於 $1$ 與 $-1$,則 $|f(x)|$ 的極限為 $1$ 存在,但 $f(x)$ 的極限不存在。
B如果極限 $\lim_{x\to a}(f(x) + g(x))$ 存在,則 $\lim_{x\to a}f(x)$ 與 $\lim_{x\to a}g(x)$ 必同時存在✕ 錯誤
反例:若 $f(x) = \frac{1}{x-a}$ 且 $g(x) = -\frac{1}{x-a}$,兩者極限皆不存在,但其和 $f(x)+g(x)=0$ 的極限存在。
C如果 $\lim_{x\to a}\frac{f(x)}{g(x)} = \alpha \neq 0$ ,且 $\lim_{x\to a}\frac{1}{f(x)} = \beta \neq 0$ 都存在,其中 $\alpha, \beta$ 為實數,則極限 $\lim_{x\to a}g(x) = \frac{\beta}{\alpha}$✕ 易錯陷阱
D如果 $\lim_{x\to a}f(x)-g(x)=\alpha\neq0,$ 且 $\lim_{x\to a}\frac{1}{f(x)}=\beta\neq0$ 都存在,其中 $\alpha,\beta$ 為實數,則極限 $\lim_{x\to a}g(x)=\frac{1}{\beta}-\alpha$✓ 正確

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