题目
a neq 0,当 x arrow 0 时,cos ax - (1 + ax^2)^1/2 为 x^2 的高阶无穷小,则____。A. a = -1B. a = (1)/(2)C. a = 1D. a = (1)/(2)
$a \neq 0$,当 $x \rightarrow 0$ 时,$\cos ax - (1 + ax^2)^{1/2}$ 为 $x^2$ 的高阶无穷小,则____。
A. $a = -1$
B. $a = \frac{1}{2}$
C. $a = 1$
D. $a = \frac{1}{2}$
题目解答
答案
将 $\cos \alpha x$ 和 $(1 + \alpha x^2)^{\frac{1}{2}}$ 展开为泰勒级数:
$\cos \alpha x = 1 - \frac{\alpha^2 x^2}{2} + O(x^4)$
$(1 + \alpha x^2)^{\frac{1}{2}} = 1 + \frac{\alpha x^2}{2} + O(x^4)$
相减得:
$\cos \alpha x - (1 + \alpha x^2)^{\frac{1}{2}} = -\frac{(\alpha^2 + \alpha) x^2}{2} + O(x^4)$
为使该表达式为 $x^2$ 的高阶无穷小,需:
$\lim_{x \to 0} \frac{-\frac{(\alpha^2 + \alpha) x^2}{2} + O(x^4)}{x^2} = 0$
即 $\alpha^2 + \alpha = 0$,解得 $\alpha = 0$ 或 $\alpha = -1$。由题意 $\alpha \neq 0$,故 $\alpha = -1$。
答案: $\boxed{A}$