等价无穷小量的使用规范

补充:泰勒展开

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等价无穷小量的概念:

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注意函数的加减不能直接等价,例如

\lim_{x \to 0}{\frac{x+sinx}{x}}中不能只将sinx变成x,虽然结果不影响,但是是错误的,你需要证明 x+sinx 等价于x+x,要把上述式子看成整体。

等价失败原因

等价使用小结:

分子与分母的次数比为1可直接使用(否则需要用洛必达或者泰勒展开式来升降次数)

常见的函数次数,可以用这个来判断分子分母次数(我是这么认为,如果有不妥,可以跟我讨论一下)

一次 x sinx tanx arctanx arcsinx
二次 cosx x^2

如求(次数比为一比三)

\lim_{x \to 0}{\frac{tanx-sinx}{x^3}}=?

不能直接用等价: tanx~x,sinx ~x。

失败原因:本质是因为加减可能会导致项的抵消,抵消后,根据分母的阶数可能会需要泰勒展开第一项后的高阶近似,但因为等价无穷小量只取了泰勒展开的第一项,对后续的近似无能为力。

方法一(泰勒展开成三次):

\lim_{x \to 0}{\frac{tanx-sinx}{x^3}}=\lim_{x \to 0}{\frac{x+\frac{X^2}{3}-x+\frac{X^2}{6}}{x^3}}=\lim_{x \to 0}{\frac{\frac{x^3}{2}}{x^3}}=\frac{1}{2}
tanx-sinx 等价于x+\frac{X^2}{3}-x+\frac{X^2}{6}证明略

当然,也可以用洛必达,可以直接用洛必达,过程有些要思考的地方,可以试试看(多想想)

最近做题,遇见一个很有用的等价无穷小量

\frac{\sqrt(1+tanx)-\sqrt(1+sinx)}{x^3},的上半部分是否可以直接等价为1+\frac{1}{2}tanx-(1+\frac{1}{2}sinx),答案是肯定可以的

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以后见到这个模型可以直接用,就不证明等价了