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高等数学基础:无穷大、无穷小及比较

【摘要】:一、无穷小(一)定义1若lim x→x0f(x)=0,则称函数f(x)是x→x0时的无穷小量(或无穷小).注:无穷小是对一个函数而言的,是一个动态的变量.无穷小量、无穷小量的概念是反映变量的变化趋势,因此任何常量都不是无穷小量,任何非零常量都不是无穷小,在谈及无穷小量、无穷小量之时,首先应给出自变量的变化趋势.(二)性质定理1有限个无穷小的和也是无穷小.定理2常数与无穷小的乘积是无穷小.定理

一、无穷小

(一)定义1 若lim x→x0f(x)=0,则称函数f(x)是x→x0时的无穷小量(或无穷小).

注:无穷小是对一个函数而言的,是一个动态变量.无穷小量、无穷小量的概念是反映变量的变化趋势,因此任何常量都不是无穷小量,任何非零常量都不是无穷小,在谈及无穷小量、无穷小量之时,首先应给出自变量的变化趋势.

(二)性质

定理1 有限个无穷小的和也是无穷小.

定理2 常数与无穷小的乘积是无穷小.

定理3 有限个无穷小的乘积也是无穷小.

定理4 有界函数与无穷小的乘积是无穷小.

注:利用定理4也是求极限的一种方法.

二、无穷大

(2)由对数函数的性质可知,当x→+∞时,log2x→+∞,当x→+∞时,函数log2x为正无穷大量.

(3)由y=2x的图形可知,x→-∞,y=2x→0.

三、无穷小的比较(www.chuimin.cn)

①若l=0,则称α(x)为β(x)当x→x0时的高阶无穷小,记作α(x)=O(β(x)),同时也称β(x)是α(x)的低阶无穷小.

②若l≠0,则称α(x)与β(x)当x→x0时是同阶无穷小量,记作α(x)=O(β(x)),特别的是,当l=1时,则称α(x)与β(x)当x→x0时是等价无穷小量,记作α(x)~β(x).

例如当x→0时,sinx是x的等价无穷小,x2是x的高阶无穷小.

所以当x→2时,x2-4是x-2的同阶无穷小量.

四、等价代换

定理6 设α~α′,β~β′,当x→x0时:

用等价无穷小可以求极限,本书中常用的等价无穷小量有:

当x→0时,sinx~x,tanx~x,arcsinx~x,

注:利用等价代换也是求极限的一种方法.

在计算极限过程中,可以把乘积因子中极限不为零的部分用其极限值替代,如上例中的乘积因子cosx用其极限值1替代,以简化计算.

习题1.6

1.计算下列极限: