题目
当x to 0时,ln(1+x^2)与a(1-cos x)为等价无穷小量,则a=A. (1)/(2)B. 1C. 2D. 4
当$x \to 0$时,$\ln(1+x^2)$与$a(1-\cos x)$为等价无穷小量,则$a=$
A. $\frac{1}{2}$
B. 1
C. 2
D. 4
题目解答
答案
C. 2
解析
本题考查等价无穷小量的知识以及利用泰勒展开式来求解的思路。解题的关键在于将函数用泰勒展开式近似表示,然后根据等价无穷小量的定义建立极限等式,进而求解出$a$的值。
- 当$x \to 0$时,利用泰勒展开式对函数进行近似:
- 对于$\ln(1 + x^2)$,根据泰勒展开式$\ln(1 + t) \approx t$(当$t \to 0$时),这里$t = x^2$,所以$\ln(1 + x^2) \approx x^2$。
- 对于$1 - \cos x$,根据泰勒展开式$\cos t = 1 - \frac{t^2}{2}$(当$t \to 0$时),这里$t = x$,所以$1 - \cos x \approx \frac{x^2}{2}$。
- 由等价无穷小量的定义可知$\lim_{x \to 0} \frac{\ln(1 + x^2)}{a(1 - \cos x)} = 1$。
- 将上述近似值代入极限等式中:
- 把$\ln(1 + x^2) \approx x^2$和$1 - \cos x \approx \frac{x^2}{2}$代入$\lim_{x \to 0} \frac{\ln(1 + x^2)}{a(1 - \cos x)}$中,得到$\lim_{x \to 0} \frac{x^2}{a \cdot \frac{x^2}{2}}$。
- 对$\lim_{x \to 0} \frac{x^2}{a \cdot \frac{x^2}{2}}$进行化简,$\lim_{x \to 0} \frac{x^2}{a \cdot \frac{x^2}{2}} = \frac{2}{a}$。
- 因为$\lim_{x \to 0} \frac{\ln(1 + x^2)}{a(1 - \cos x)} = 1$,所以$\frac{2}{a} = 1$。
- 求解$a$的值:
- 由$\frac{2}{a} = 1$,等式两边同时乘以$a$,得到$2 = a$,即$a = 2$。