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数学
题目

关于无穷小量,不合适的往解是()A. 作为无穷小量的数列一定是有界数列,反之不然B. 设u是无穷小量,则1/u是无穷大量C. 无穷小量是指在某个极限过程中收敛于0的变量D. 设u是无穷大量,则1/u是无穷小量

关于无穷小量,不合适的往解是()

A. 作为无穷小量的数列一定是有界数列,反之不然

B. 设$u$是无穷小量,则$1/u$是无穷大量

C. 无穷小量是指在某个极限过程中收敛于0的变量

D. 设$u$是无穷大量,则$1/u$是无穷小量

题目解答

答案

B. 设$u$是无穷小量,则$1/u$是无穷大量

解析

本题考查无穷小量和无穷大量的基本概念及性质,解题思路是根据这些概念和性质逐一分析每个选项。

  • 选项A:
    • 首先明确有界数列的定义:对于数列$\{a_n\}$,如果存在正数$M$,使得对于一切$n$,都有$\vert a_n\vert\leq M$,则称数列$\{a_n\}$是有界数列。
    • 再看无穷小量的定义:在某个极限过程中,以$0$为极限的变量称为无穷小量。对于数列$\{a_n\}$,若$\lim\limits_{n \to \infty} a_n = 0$,则根据数列极限的定义,对于任意给定的正数$\varepsilon$(不妨取$\varepsilon = 1$),存在正整数$N$,当$n > N$时,有$\vert a_n - 0\vert=\vert a_n\vert< 1$。
    • 取$M = \max\{\vert a_1\vert,\vert a_2\vert,\cdots,\vert a_N\vert, 1\}$,那么对于一切$n$,都有$\vert a_n\vert\leq M$,所以作为无穷小量的数列一定是有界数列。
    • 反之,有界数列不一定是无穷小量,例如数列$\{(-1)^n\}$,$\vert (-1)^n\vert = 1\leq 1$,是有界数列,但$\lim\limits_{n \to \infty} (-1)^n$不存在,更不是$0$,所以不是无穷小量。因此选项A的说法是合适的。
  • 选项B:
    • 无穷小量的定义是在某个极限过程中以$0$为极限的变量,但这里的$0$不能是极限过程中恒为$0$的情况。当$u$是无穷小量且在极限过程中$u = 0$时,$\frac{1}{u}$无意义,也就不能说$\frac{1}{u}$是无穷大量。例如数列$u_n=\begin{cases}0, & n = 1\\\frac{1}{n}, & n>1\end{cases}$,当$n\to\infty$时,$u_n$是无穷小量,但当$n = 1$时,$\frac{1}{u_1}$无意义,所以不能得出$\frac{1}{u}$是无穷大量的结论。因此选项B的说法是不合适的。
  • 选项C:
    • 这就是无穷小量的标准定义,在某个极限过程中收敛于$0$的变量就是无穷小量。所以选项C的说法是合适的。
  • 选项D:
    • 无穷大量的定义是在某个极限过程中,变量的绝对值无限增大。设$u$是无穷大量,即$\lim\limits_{x \to x_0} u = \infty$(这里$x \to x_0$表示某一极限过程,也可以是$x \to \infty$等其他极限过程),根据极限的定义,对于任意给定的正数$M$,存在正数$\delta$(或正数$X$等,根据具体极限过程而定),当$0 < \vert x - x_0\vert < \delta$(或$\vert x\vert > X$等)时,有$\vert u\vert > \frac{1}{M}$。
    • 那么对于$\frac{1}{u}$,有$\vert\frac{1}{u}\vert < M$,这就说明$\lim\limits_{x \to x_0} \frac{1}{u} = 0$,即$\frac{1}{u}$是无穷小量。所以选项D的说法是合适的。

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