4、设函数f(x),g(x)在x=0的某去心邻域内有定义且恒不为零.若当x→0时, f(x)是g(x)的高阶无穷小,则当x→0时,( ) (A.)f(x)+g(x)=o(g(x)) (B.)f(x)g(x)=o(f²(x)) (C.)f(x)=o(e^g(x)-1) (D.)f(x)=o(g²(x))
A.)f(x)+g(x)=o(g(x)) (
B.)f(x)g(x)=o(f²(x)) (
C.)f(x)=o(e^g(x)-1) (
D.)f(x)=o(g²(x))
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查高阶无穷小的定义及性质,需要结合极限运算判断各选项是否成立。
解题核心思路:
- 高阶无穷小的定义:若当 $x \to 0$ 时,$f(x)$ 是 $g(x)$ 的高阶无穷小,则 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)} = 0$。
- 逐项分析:对每个选项,通过极限运算判断是否满足对应的高阶无穷小关系。
- 关键技巧:利用泰勒展开(如 $e^{g(x)} \approx 1 + g(x)$)简化计算,或通过极限形式判断收敛性。
破题关键点:
- 选项 (C) 的关键是将 $e^{g(x)} - 1$ 近似为 $g(x)$,从而转化为已知条件 $\lim \frac{f(x)}{g(x)} = 0$。
- 选项 (D) 的不确定性来源于 $\lim \frac{1}{g(x)}$ 的行为,需结合 $g(x)$ 的趋势分析。
选项 (A): $f(x) + g(x) = o(g(x))$
分析:
需验证 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x) + g(x)}{g(x)} = 0$。
计算得:
$\lim_{x \to 0} \left( \frac{f(x)}{g(x)} + 1 \right) = 0 + 1 = 1 \neq 0.$
结论:不成立。
选项 (B): $f(x)g(x) = o(f^2(x))$
分析:
需验证 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x)g(x)}{f^2(x)} = 0$。
化简得:
$\lim_{x \to 0} \frac{g(x)}{f(x)} = \infty \quad (\text{因 } \lim \frac{f(x)}{g(x)} = 0).$
结论:不成立。
选项 (C): $f(x) = o(e^{g(x)} - 1)$
分析:
当 $x \to 0$ 时,$e^{g(x)} - 1 \approx g(x)$(泰勒展开),故需验证:
$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)} = 0.$
由题设条件直接成立。
结论:成立。
选项 (D): $f(x) = o(g^2(x))$
分析:
需验证 $\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g^2(x)} = 0$。
分解为:
$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)} \cdot \frac{1}{g(x)}.$
若 $g(x) \to 0$,则 $\frac{1}{g(x)} \to \infty$,极限可能不为 $0$。
结论:不一定成立。