题目
下列变量在给定的变化过程中为无穷小量的是( ).A. sin (1)/(x)(x arrow 0)B. e^(1)/(x)(x arrow 0)C. ln(1+x^2)(x arrow 0)D. (x-1)/(x^2)-1(x arrow 1)
下列变量在给定的变化过程中为无穷小量的是( ).
A. $\sin \frac {1}{x}(x \rightarrow 0)$
B. $e^{\frac {1}{x}}(x \rightarrow 0)$
C. $\ln(1+x^{2})(x \rightarrow 0)$
D. $\frac {x-1}{x^{2}-1}(x \rightarrow 1)$
题目解答
答案
C. $\ln(1+x^{2})(x \rightarrow 0)$
解析
无穷小量的定义是:当自变量趋近于某值时,函数值的极限为0。本题需判断四个选项中哪个函数在指定变化过程中的极限为0。关键点在于:
- 排除极限不存在或非零的情况;
- 化简表达式(如分式约分);
- 利用基本函数的极限性质(如$\ln(1+x)$在$x \to 0$时的极限)。
选项分析
A. $\sin \frac{1}{x} \quad (x \to 0)$
- 当$x \to 0$时,$\frac{1}{x}$在正负方向交替趋近于无穷大,$\sin \frac{1}{x}$在$[-1,1]$间振荡。
- 极限不存在,故不是无穷小量。
B. $e^{\frac{1}{x}} \quad (x \to 0)$
- 当$x \to 0^+$时,$\frac{1}{x} \to +\infty$,$e^{\frac{1}{x}} \to +\infty$;
- 当$x \to 0^-$时,$\frac{1}{x} \to -\infty$,$e^{\frac{1}{x}} \to 0$。
- 左右极限不相等,故极限不存在,不是无穷小量。
C. $\ln(1+x^{2}) \quad (x \to 0)$
- 当$x \to 0$时,$x^2 \to 0$,故$1+x^2 \to 1$;
- $\ln(1+x^2) \to \ln 1 = 0$。
- 极限为0,是无穷小量。
D. $\frac{x-1}{x^{2}-1} \quad (x \to 1)$
- 分母分解:$x^2 - 1 = (x-1)(x+1)$;
- 约分后:$\frac{x-1}{(x-1)(x+1)} = \frac{1}{x+1}$;
- 当$x \to 1$时,$\frac{1}{x+1} \to \frac{1}{2}$。
- 极限为$\frac{1}{2}$,不是无穷小量。