题目
2.如果x→0时,要使无穷小 (1-cos x) 与 (sin )^2dfrac (x)(2) 等价,求a的值.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查等价无穷小的定义及替换规则,以及利用泰勒展开或等价无穷小替换求解参数的能力。
解题核心思路:
当$x \to 0$时,两个无穷小等价的条件是它们的比值的极限为1。因此,需要将$(1 - \cos x)$和$a \sin^2 \frac{x}{2}$展开或替换为等价形式,通过比较系数确定$a$的值。
破题关键点:
- 等价无穷小替换:利用$1 - \cos x \sim \frac{x^2}{2}$和$\sin \frac{x}{2} \sim \frac{x}{2}$简化表达式。
- 比值极限为1:将替换后的表达式代入比值,解方程求$a$。
步骤1:写出等价无穷小替换
当$x \to 0$时:
- $1 - \cos x \sim \frac{x^2}{2}$
- $\sin \frac{x}{2} \sim \frac{x}{2}$,因此$\sin^2 \frac{x}{2} \sim \left( \frac{x}{2} \right)^2 = \frac{x^2}{4}$
步骤2:建立比值极限方程
根据等价无穷小定义,有:
$\lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos x}{a \sin^2 \frac{x}{2}} = 1$
将替换后的表达式代入:
$\lim_{x \to 0} \frac{\frac{x^2}{2}}{a \cdot \frac{x^2}{4}} = \frac{\frac{1}{2}}{\frac{a}{4}} = \frac{2}{a} = 1$
步骤3:解方程求$a$
由$\frac{2}{a} = 1$,解得:
$a = 2$