当x→0时,x与下列无穷小量等价的是()A. -sin xB. e^xC. 1+cos xD. ln(1+x)
A. -sin x
B. e^x
C. 1+cos x
D. ln(1+x)
题目解答
答案
解析
本题考查无穷小量等价的概念及极限的计算。解题思路是根据无穷小量等价的定义,若当$x \to 0$时,$f(x)$与$x$等价,则$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x} = 1$,我们需要分别计算每个选项与$x$比值的极限,看哪个极限值等于$1$。
选项A
计算$\lim_{x \to 0} \frac{-\sin x}{x}$,根据重要极限$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$,可得:
$\lim_{x \to 0} \frac{-\sin x}{x} = - \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = -1\neq 1$
所以$-\sin x$与$x$不等价。
选项B
计算$\lim_{x \to 0} \frac{e^x}{x}$,当$x \to 0$时,$e^x \to e^0 = 1$,而分母$x \to 0$,此时分子为非零常数,分母趋近于$0$,则极限值为无穷大,即:
$\lim_{x \to 0} \frac{e^x}{x} = \infty\neq 1$
所以$e^x$与$x$不等价。
选项C
计算$\lim_{x \to 0} \frac{1 + \cos x}{x}$,当$x \to 0$时,$\cos x \to \cos 0 = 1$,则$1 + \cos x \to 1 + 1 = 2$,分母$x \to 0$,同样分子为非零常数,分母趋近于$0$,极限值为无穷大,即:
$\lim_{x \to 0} \frac{1 + \cos x}{x} = \infty\neq 1$
所以$1 + \cos x$与$x$不等价。
选项D
计算$\lim_{x \to 0} \frac{\ln(1 + x)}{x}$,可使用洛必达法则,对分子分母分别求导,根据求导公式$(\ln(1 + x))^\prime = \frac{1}{1 + x}$,$(x)^\prime = 1$,则:
$\lim_{x \to 0} \frac{\ln(1 + x)}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{1}{1 + x}}{1} = \lim_{x \to 0} \frac{1}{1 + x} = \frac{1}{1 + 0} = 1$
所以$\ln(1 + x)$与$x$等价。