题目
6.试确定α的值,使下列函数与x^a当 arrow infty 时为同阶无穷大量:-|||-(1) sqrt ({x)^2+(x)^5} ;-|||-(2) +(x)^2(2+sin x) ;-|||-(3) (1+x)(1+(x)^2)... (1+(x)^n).

题目解答
答案

解析
考查要点:本题要求确定α的值,使得给定函数在x→∞时与x^α为同阶无穷大量。核心思路是分析每个函数在x→∞时的主项(最高阶项),从而确定α的值。
关键概念:
- 同阶无穷大:若$\lim_{x \to \infty} \frac{f(x)}{x^\alpha} = C$(C为非零常数),则f(x)与x^α同阶。
- 主项分析:当x→∞时,函数中的最高次项主导增长,低次项和有界振荡项可忽略。
第(1)题
函数:$\sqrt{x^2 + x^5}$
- 提取主项:当x→∞时,$x^5$比$x^2$增长快得多,主项为$x^5$。
- 近似化简:$\sqrt{x^5} = x^{5/2}$。
- 验证极限:
$\lim_{x \to \infty} \frac{\sqrt{x^2 + x^5}}{x^{5/2}} = \lim_{x \to \infty} \sqrt{\frac{1}{x^3} + 1} = 1$
符合同阶条件,故α=$\frac{5}{2}$。
第(2)题
函数:$x + x^2(2 + \sin x)$
- 分析主项:
- $x^2(2 + \sin x)$中,$2 + \sin x$在[1,3]间振荡,但$x^2$仍为最高阶项。
- $x$项相对于$x^2$可忽略。
- 验证极限:
$\lim_{x \to \infty} \frac{x + x^2(2 + \sin x)}{x^2} = \lim_{x \to \infty} \left(\frac{1}{x} + 2 + \sin x\right)$
虽然$\sin x$振荡,但极限上下确界为1和3(非零常数),故α=2。
第(3)题
函数:$(1+x)(1+x^2)\cdots(1+x^n)$
- 展开主项:
- 当x→∞时,每个因子$(1+x^k) \approx x^k$。
- 乘积近似为$x \cdot x^2 \cdot x^3 \cdots x^n = x^{1+2+\cdots+n}$。
- 求和指数:
$1 + 2 + \cdots + n = \frac{n(n+1)}{2}$
故α=$\frac{1}{2}n(n+1)$。