题目
当xto 0时,与1-cos x等价的无穷小量是(,,,,,)A、dfrac(1)(2)(sqrt(1+(x)^2)-sqrt(1-(x)^2))B、(x)^2+2xC、(sin )^2xD、ln (1+2x)
当$x\to 0$时,与$1-\cos x$等价的无穷小量是$\left(\,\,\,\,\,\right)$
$A、\dfrac{1}{2}\left(\sqrt{1+{x}^{2}}-\sqrt{1-{x}^{2}}\right)$
$B、{x}^{2}+2x$
$C、{\sin }^{2}x$
$D、\ln \left(1+2x\right)$
题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查等价无穷小的判断,需要掌握常见函数在$x \to 0$时的泰勒展开式,并能通过展开式比较不同无穷小量的阶数及系数。
解题核心思路:
- 确定$1 - \cos x$的等价无穷小:利用泰勒展开,$\cos x = 1 - \frac{x^2}{2} + o(x^2)$,因此$1 - \cos x \sim \frac{x^2}{2}$。
- 逐项分析选项:将每个选项展开至二次项,比较其与$\frac{x^2}{2}$的系数是否相等。若系数相等,则为等价无穷小。
破题关键点:
- 泰勒展开是核心工具,需准确展开各选项至二次项。
- 系数匹配是判断等价性的关键,系数必须严格相等。
选项分析
选项A:$\dfrac{1}{2}\left(\sqrt{1+x^{2}} - \sqrt{1-x^{2}}\right)$
- 展开平方根项:
- $\sqrt{1+x^{2}} \approx 1 + \dfrac{x^{2}}{2}$
- $\sqrt{1-x^{2}} \approx 1 - \dfrac{x^{2}}{2}$
- 计算差值:
$\sqrt{1+x^{2}} - \sqrt{1-x^{2}} \approx \left(1 + \dfrac{x^{2}}{2}\right) - \left(1 - \dfrac{x^{2}}{2}\right) = x^{2}$ - 乘以$\dfrac{1}{2}$:
$\dfrac{1}{2} \cdot x^{2} = \dfrac{x^{2}}{2}$
结论:与$1 - \cos x$等价。
选项B:$x^{2} + 2x$
- 一次项主导:当$x \to 0$时,$2x$是主要项,整体近似为$2x$,为一次无穷小,与二次无穷小$1 - \cos x$不等价。
结论:不等价。
选项C:$\sin^{2}x$
- 展开$\sin x$:$\sin x \approx x$,因此$\sin^{2}x \approx x^{2}$。
- 比较系数:
$\dfrac{\sin^{2}x}{1 - \cos x} \approx \dfrac{x^{2}}{\dfrac{x^{2}}{2}} = 2 \neq 1$
结论:不等价。
选项D:$\ln(1+2x)$
- 一次项主导:$\ln(1+2x) \approx 2x$,为一次无穷小,与二次无穷小$1 - \cos x$不等价。
结论:不等价。