常用的等价无穷小有哪些?

常用的等价穷小 在微积分的极限运算中,等价穷小是简化计算的重要工具。当x→a时,若α(x)和β(x)均为穷小量即limα(x)=0,limβ(x)=0,且lim[α(x)/β(x)]=1,则称α(x)与β(x)是等价穷小,记作α(x)~β(x)。掌握常用的等价穷小,能有效降低极限问题的复杂度。

一、x→0时的常用等价穷小

以下是自变量x趋近于0时,最常用的等价穷小关系:
  • sinx ~ x
  • tanx ~ x
  • arcsinx ~ x
  • arctanx ~ x
  • 1 - cosx ~ (1/2)x²
  • eˣ - 1 ~ x
  • ln(1 + x) ~ x
  • (1 + x)ᵃ - 1 ~ axa为常数

二、等价穷小的核心性质

等价穷小的应用依赖于其基本性质,需重点掌握:
  • 传递性:若α ~ β,β ~ γ,则α ~ γ。例如,x→0时,sinx~x,x~tanx,故sinx~tanx。
  • 替换规则:在乘除运算中,等价穷小可直接替换;在加减运算中,仅当替换后穷小的阶数不同或结果非零时方可替换。

三、应用示例

通过等价穷小替换,可快速求复杂极限。例如: 例1:求lim(x→0)(sin2x / tan3x)。 :x→0时,sin2x ~ 2xtan3x ~ 3x,故原式=lim(x→0)(2x / 3x)=2/3。 例2:求lim(x→0)[(e²ˣ - 1) / (1 - cosx)]。 :x→0时,e²ˣ - 1 ~ 2x1 - cosx ~ (1/2)x²,故原式=lim(x→0)[2x / ( (1/2)x² ) ]=lim(x→0)(4/x)=∞。

等价穷小是极限运算的“简化器”,熟悉上述关系和性质,能显著提升题效率。实际应用中,需意替换条件,避免因不当替换导致错误。

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