无穷小的比较(无穷小的替换常用公式)

目录

无穷小比较的定义

无穷小的比较


无穷小比较的定义

  1. 高阶无穷小。如果\lim_{}\frac{\beta }{\alpha }=0,那么\beta\alpha的高阶无穷小。记作\beta=o(a)
  2. 低阶无穷小。如果\lim_{}\frac{\beta }{\alpha }= \infty,那么\beta\alpha的低阶无穷小。
  3. 同阶无穷小。如果\lim_{}\frac{\beta }{\alpha }=c\neq 0, 那么\beta\alpha的同阶无穷小。
  4. k阶无穷小。如果\lim_{}\frac{\beta }{\alpha^k }=c\neq 0,k>0, 那么\beta\alpha的k阶无穷小。
  5. 等价无穷小。如果\lim_{}\frac{\beta }{\alpha }= 1, 那么\beta\alpha的等价无穷小。记作\alpha~\beta

高阶低阶其实就是趋向于某一极限的快慢程度。假设当x趋向于正无穷\alpha\beta都趋向正无穷时,如果两个式子相比极限为0,说明分子趋向于无穷的程度要比分母的慢,极端点想就是分子为0分母为无穷大分数才能为0。

最常考的其实是等价无穷小。这块会求极限就很简单了。

无穷小的比较

常用等价无穷小公式

以下公式前提都是x趋向于0,x不趋向于0则不一定成立。

sinx~x        tanx~x

arcsinx~x        1-cosx~\frac{1}{2}x^2

arctanx~x        secx-1~\frac{x^2}{2}

(1+x)^\frac{1}{n}-1 ~ \frac{1}{n}x 即  \sqrt[n]{1+x}-1~\frac{1}{n}x

ln(1+x)~x        e^x-1~x

(1+x)^a-1~ax

(用后面那条公式的时候需要注意,比如\sqrt[]{1+x}-1=\frac{1}{2}x^2,此时n应该为2而不是为1)

实际上还有无穷小等价关系的性质,如对称性(若\alpha~\beta,则\beta~\alpha),自反性\alpha~\alpha),传递性(若\alpha~\beta\beta~\gamma,则\alpha~\gamma

这里的易错点就是x得趋向于0时上面这些等价无穷小才适用,而且替换后的式子极限存在。

同时只有分子或分母是若干因子的乘积时才能替换,比如当式子为sinx+x是不能替换的,但sinx \times x则是可以替换sinx为x的。

例1:当x\rightarrow 0,2x-x^2与 x^2-x^3相比,哪一个是高阶无穷小。

\alpha2x-x^2  \betax^2-x^3

这式子可能还不够直观,比一比\frac{\beta}{\alpha},发现x能消去,得到2-xx-x^2,这就很直观了。题目问的是趋向于0时这两个式子相比,\alpha此时接近于2,\beta则接近于0,最后相比结果极限为0.所以x^2-x^32x-x^2的高阶无穷小。

例2:求\lim_{x->0}\frac{tan2x}{sin5x}

这里要用到等价无穷小,已知x趋向0时,sinx~x(sinx和x是等价无穷小),和tanx~x,那么直接把tan2x替换为2x,sin5x替换为5x,最后得到结果\lim_{x->0}\frac{tan2x}{sin5x}=\frac{2x}{5x}=\frac{2}{5}

例3:求\lim_{x->0}\frac{(1+x^2)^\frac{1}{3}-1}{cosx-1}

(1+x)^\frac{1}{n}-1 ~ \frac{1}{n}x可得,上面的式子可以化成\frac{1}{3}x^2,下面的式子可以化成-\frac{1}{2}x^2,最后结果为-\frac{2}{3}

你可能感兴趣的:(数学知识,学习)