一些等价无穷小的证明

A、两个重要极限

(1)    lim ⁡ x → 0 sin ⁡ x x = 1 \ \ \lim_{x\to 0}\frac{\sin x}{x}=1   x0limxsinx=1
(2)    lim ⁡ x → 0 ( 1 + x ) 1 x = e \ \ \lim_{x\to 0}(1+x)^{1\over x}=e   x0lim(1+x)x1=e

B、等价无穷小结论

1、当x趋于0时: x − sin ⁡ x ∼ 1 6 x 3 x-\sin x \sim \frac{1}{6}x^3 xsinx61x3

证明等价无穷小等价于证明:
L = lim ⁡ x → 0 x − sin ⁡ x x 3 = 1 6 L=\lim_{x \to 0}{x-\sin x \over x^3}=\frac{1}{6} L=x0limx3xsinx=61(此极限为何存在这里不作讨论)
   x = 3 y \ \ x=3y   x=3y,则    L = lim ⁡ y → 0 3 y − sin ⁡ 3 y ( 3 y ) 3 \ \ L=\lim_{y \to 0}{3y-\sin3y \over (3y)^3}   L=limy0(3y)33ysin3y

L = lim ⁡ y → 0 3 y + 4 sin ⁡ 3 y − 3 sin ⁡ y 27 y 3 L=\lim_{y \to 0}\frac{3y+4\sin^3y-3\sin y}{27y^3} L=limy027y33y+4sin3y3siny

L = lim ⁡ y → 0 3 ( y − sin ⁡ y ) 27 y 3 + lim ⁡ y → 0 4 sin ⁡ 3 y 27 y 3 L=\lim_{y \to 0}\frac{3(y-\sin y)}{27y^3}+\lim_{y \to 0}\frac{4\sin^3y}{27y^3} L=limy027y33(ysiny)+limy027y34sin3y

L = 1 9 L + 4 27 L=\frac{1}{9}L+\frac{4}{27} L=91L+274

L = 1 6 L=\frac{1}{6} L=61,证毕。

2、当x趋于0时: a x − 1 ∼ x ln ⁡ a a^x-1\sim x\ln a ax1xlna

即证:
L = lim ⁡ x → 0 a x − 1 x ln ⁡ a = 1 L =\lim_{x\to0}\frac{a^x-1}{x\ln a}=1 L=x0limxlnaax1=1
y = x ln ⁡ a y=x\ln a y=xlna,则 L = lim ⁡ y → 0 e y − 1 y L=\lim_{y\to0}\frac{e^y-1}{y} L=limy0yey1

已知重要极限(2): lim ⁡ t → 0 ( 1 + t ) 1 t = e \lim_{t\to 0 }(1+t)^{1\over t}=e limt0(1+t)t1=e

已 知 lim ⁡ a n y ln ⁡ f ( x ) = ln ⁡ lim ⁡ a n y f ( x ) 已知\lim_{any} \ln f(x) = \ln \lim_{any} f(x) limanylnf(x)=lnlimanyf(x),其中any代表任意形式下的极限

则重要极限(2)等价为 lim ⁡ t → 0 ln ⁡ ( t + 1 ) t = 1 \lim_{t\to 0}{\ln(t+1)\over t}=1 limt0tln(t+1)=1,

等价为 lim ⁡ t → 0 t ln ⁡ ( t + 1 ) = 1 \lim_{t\to 0}{t\over \ln(t+1)}=1 limt0ln(t+1)t=1

t = e y − 1 t=e^y-1 t=ey1即可得到 L L L

你可能感兴趣的:(数学分析,数学)