题目
下列关于无穷小量和无穷大量说法正确的有 A. x to infty 时, f(x)= (sin x)/(x) 为无穷小量B. x to infty 时, f(x)= 2^x 是无穷大量C. x to 0 时, tan x^2 与 x^2 是等价无穷小量D. x to 0 时, 1 - cos 2x 与 (1)/(2) x^2 是等价无穷小量
下列关于无穷小量和无穷大量说法正确的有
- A. $x \to \infty$ 时, $f(x)= \frac{\sin x}{x}$ 为无穷小量
- B. $x \to \infty$ 时, $f(x)= 2^x$ 是无穷大量
- C. $x \to 0$ 时, $\tan x^2$ 与 $x^2$ 是等价无穷小量
- D. $x \to 0$ 时, $1 - \cos 2x$ 与 $\frac{1}{2} x^2$ 是等价无穷小量
题目解答
答案
为了确定关于无穷小量和无穷大量说法正确的选项,我们需要逐个分析每个选项。
**选项 A: $ x \rightarrow \infty $ 时,$ f(x) = \frac{\sin x}{x} $ 为无穷小量**
首先,我们知道 $ \sin x $ 是一个有界函数,即 $ -1 \leq \sin x \leq 1 $。当 $ x \rightarrow \infty $ 时,分母 $ x $ 趋于无穷大,因此 $ \frac{\sin x}{x} $ 趋于 0。根据无穷小量的定义,如果一个函数在某个极限过程中趋于 0,那么该函数是无穷小量。因此,选项 A 正确。
**选项 B: $ x \rightarrow \infty $ 时,$ f(x) = 2^x $ 是无穷大量**
我们知道,指数函数 $ 2^x $ 在 $ x \rightarrow \infty $ 时趋于无穷大。根据无穷大量的定义,如果一个函数在某个极限过程中趋于无穷大,那么该函数是无穷大量。因此,选项 B 正确。
**选项 C: $ x \rightarrow 0 $ 时,$ \tan x^2 $ 与 $ x^2 $ 是等价无穷小量**
两个无穷小量 $ f(x) $ 和 $ g(x) $ 在 $ x \rightarrow 0 $ 时是等价无穷小量,如果 $ \lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)} = 1 $。这里, $ f(x) = \tan x^2 $ 和 $ g(x) = x^2 $。我们知道,当 $ x \rightarrow 0 $ 时, $ \tan x \sim x $,因此 $ \tan x^2 \sim x^2 $。这意味着 $ \lim_{x \to 0} \frac{\tan x^2}{x^2} = 1 $。因此,选项 C 正确。
**选项 D: $ x \rightarrow 0 $ 时,$ 1 - \cos 2x $ 与 $ \frac{1}{2} x^2 $ 是等价无穷小量**
两个无穷小量 $ f(x) $ 和 $ g(x) $ 在 $ x \rightarrow 0 $ 时是等价无穷小量,如果 $ \lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)} = 1 $。这里, $ f(x) = 1 - \cos 2x $ 和 $ g(x) = \frac{1}{2} x^2 $。我们知道,当 $ x \rightarrow 0 $ 时, $ 1 - \cos x \sim \frac{1}{2} x^2 $,因此 $ 1 - \cos 2x \sim \frac{1}{2} (2x)^2 = 2x^2 $。这意味着 $ \lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos 2x}{\frac{1}{2} x^2} = \lim_{x \to 0} \frac{2x^2}{\frac{1}{2} x^2} = 4 \neq 1 $。因此,选项 D 错误。
综上所述,正确的选项是 A、B、C。
答案: $\boxed{A, B, C}$
解析
考查要点:本题主要考查无穷小量、无穷大量以及等价无穷小量的判断方法。
解题思路:
- 无穷小量:判断函数在极限过程中是否趋近于0;
- 无穷大量:判断函数在极限过程中是否绝对值无限增大;
- 等价无穷小量:通过极限比值是否为1进行验证。
关键点:
- 有界函数与无穷大的比值趋于0(如选项A);
- 指数函数的无穷大趋势(如选项B);
- 常见等价无穷小替换公式(如选项C、D)。
选项A
分析:当 $x \to \infty$ 时,$\sin x$ 的绝对值不超过1,而分母 $x$ 趋于无穷大,因此 $\frac{\sin x}{x}$ 的绝对值不超过 $\frac{1}{x}$,极限为0。
结论:正确。
选项B
分析:指数函数 $2^x$ 在 $x \to \infty$ 时指数增长,趋于正无穷大。
结论:正确。
选项C
分析:利用等价无穷小替换 $\tan y \sim y$(当 $y \to 0$ 时),令 $y = x^2$,则 $\tan x^2 \sim x^2$,比值极限为1。
结论:正确。
选项D
分析:利用泰勒展开 $1 - \cos 2x = 2x^2 - \frac{(2x)^4}{12} + \cdots \sim 2x^2$,而 $\frac{1}{2}x^2$ 的比值为 $\frac{2x^2}{\frac{1}{2}x^2} = 4 \neq 1$。
结论:错误。