2、利用等价无穷小代换求极限时应注意的问题.
考研数学每年必考有关求极限的问题,利用等价无穷小代换求极限一般可以简化计算,但我们一定要明确,在求极限时,什么时候能用等价无穷小代换,什么时候不能用等价无穷小代换,这也是部分学员,尤其基础比较薄弱的学员开始复习的时候比较容易犯错的地方。
下面通过给出几个例子来进行讲述,注意错误的解法,谨防自己犯同样的错误。
例1:求极限30tan sin lim
x x x
x
→- 解:3300tan sin lim lim 0x x x x x x x x →→--== 利用等价无穷小代换.这样计算对吗?计算的错误在于在运算过程中利用了未加证明的命题.
若~',~'ααββ,则~''αβαβ--.考察这个命题,
lim lim lim 11αβααβαβββαββαααβββ
''''-⋅-''-==---,当lim 1αβ≠时,这个命题是真命题;当lim 1αβ
=时,命题是假命题. 对于例1,因为, sin ,tan ,''x x x αβαβ====,00sin lim lim 1tan x x x x
αβ→→== 所以,证明的结论是错误的.
正确解答:
2
333000tan sin tan (1cos )12lim lim lim 2
x x x x x x x x x x x x →→→--==.
例2:求201sin(sin )lim x x x x
→ 错误解答: 2200011sin(sin )sin 1lim lim lim sin 0x x x x x x x x x x x
→→→=== 错误的原因在于在运算中错误的运用了等价无穷小代换:
()2211sin sin sin ,0x x x x x
⎛⎫ → ⎪⎝⎭
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而根据无穷小的比较的定义,当1()x n Z n π∈取时,21sin(sin )x x 和21sin x x
均为0, 所以不能用等价无穷小的代换.
正确解答:当0x ≠时, 22211sin(sin )sin x x x x x ≤≤,2211sin(sin )sin x x x x x x x
≤≤0(0)x →→ 所以,由夹逼准则知原函数极限为0.
例3:求极限sin lim
x x x
π→ 解:本题切忌将sin x 用x 等价代换,导致结果为1. 应该为:sin sin lim 0x x x πππ→==. 注意:
①乘除运算中可以使用等价无穷小因子替换,加减运算中由于用等价无穷小替换是有条件的,故统一不用.这时,一般可以用泰勒公式、洛必达法则等方法来求极限.
②注意等价无穷小的条件,即在哪一点可以用等价无穷小因子替换,如例2.3. 巩固相应知识点
① 无穷小量阶的定义,设lim ()0,lim ()0x x αβ==.
(1)若()lim 0()
x x αβ=,则称()x α是比)x β(高阶的无穷小量. (2)()lim
,())()x x x x ααββ=∞若则是比(低阶的无穷小量. (3)()lim (0),())()
x c c x x x ααββ=≠若则称与(是同阶无穷小量. (4)()lim
1,())()x x x x ααββ=若则称与(是等价的无穷小量,记为()()x x αβ~. (5)()lim (0),0,())()
k x c c k x x k x ααββ=≠>若则称是(的阶无穷小量 ② 常用的等价无穷小量 (命题重点,历年必考)
当0x →时,
精选文库 sin arcsin tan ~,arctan ln(1)e 1x x x x x x x ⎫⎪⎪⎪⎪⎬⎪⎪+⎪-⎪⎭ ()2
1
1cos ~2(1)1~x x x x ααα-+-是实常数。