题目
38[判断题,2分]e^x-1与x为等价无穷小量.()bigcircA.正确bigcircB.错误
38[判断题,2分]e$^{x}$-1与x为等价无穷小量.()
$\bigcirc$A.正确
$\bigcirc$B.错误
题目解答
答案
利用洛必达法则求极限:
\[
\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{e^x}{1} = e^0 = 1
\]
或使用泰勒展开:
\[
e^x - 1 = x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \cdots \approx x \quad (\text{当 } x \to 0)
\]
均得极限为1,满足等价无穷小量的定义。
答案:$\boxed{A}$
解析
等价无穷小量的定义是:当$x \to 0$时,若$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)} = 1$,则称$f(x)$与$g(x)$为等价无穷小量。本题需判断$e^x - 1$与$x$是否满足此条件。
关键思路:通过求极限验证比值是否为1,常用方法包括洛必达法则或泰勒展开。
方法一:洛必达法则
- 验证极限形式:当$x \to 0$时,$e^x - 1 \to 0$,$x \to 0$,属于$\frac{0}{0}$型不定式,可应用洛必达法则。
- 求导并计算:
$\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{(e^x - 1)'}{x'} = \lim_{x \to 0} \frac{e^x}{1} = e^0 = 1$
极限为1,满足等价无穷小量的定义。
方法二:泰勒展开
将$e^x$展开为泰勒级数:
$e^x = 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \cdots$
因此:
$e^x - 1 = x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \cdots \approx x \quad (\text{当 } x \to 0)$
低阶项$x$主导,高阶项可忽略,故$e^x - 1 \sim x$,即两者为等价无穷小量。