1.当xto0^+时,与sqrt(x)等价的无穷小量是A. 1 - e^sqrt(x)B. ln(1+x)/(1-sqrt(x))C. sqrt(1+sqrt(x))-1D. 1 - cos sqrt(x)
A. $1 - e^{\sqrt{x}}$
B. $\ln\frac{1+x}{1-\sqrt{x}}$
C. $\sqrt{1+\sqrt{x}}-1$
D. $1 - \cos \sqrt{x}$
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定,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。
解题核心思路:
- 展开各选项的表达式,保留到与$\sqrt{x}$同阶的项;
- 比较展开后的主部,若某选项的主部与$\sqrt{x}$的系数为1,则为正确答案。
破题关键点:
- 泰勒展开是核心工具,需熟练展开$\ln(1+t)$、$e^t$、$\sqrt{1+t}$等函数;
- 注意阶的比较,$\sqrt{x}$的阶为$x^{1/2}$,比$x$更高阶。
选项B:$\ln\frac{1+x}{1-\sqrt{x}}$
拆分表达式
$\ln\frac{1+x}{1-\sqrt{x}} = \ln(1+x) - \ln(1-\sqrt{x})$
展开$\ln(1+x)$
当$x \to 0$时,$\ln(1+x) = x - \frac{x^2}{2} + \cdots$,保留到$x$项:
$\ln(1+x) \approx x$
展开$\ln(1-\sqrt{x})$
令$t = \sqrt{x}$,则$\ln(1-t) = -t - \frac{t^2}{2} - \cdots$,代入$t = \sqrt{x}$:
$\ln(1-\sqrt{x}) \approx -\sqrt{x} - \frac{x}{2}$
合并两部分
$\ln\frac{1+x}{1-\sqrt{x}} \approx \left( x \right) - \left( -\sqrt{x} - \frac{x}{2} \right) = \sqrt{x} + \frac{3x}{2}$
主部分析
当$x \to 0$时,$\sqrt{x}$是主部,且系数为1,因此:
$\ln\frac{1+x}{1-\sqrt{x}} \sim \sqrt{x}$
其他选项分析
选项A:$1 - e^{\sqrt{x}}$
展开$e^{\sqrt{x}} = 1 + \sqrt{x} + \frac{x}{2} + \cdots$,得:
$1 - e^{\sqrt{x}} \approx -\sqrt{x} - \frac{x}{2}$
主部为$-\sqrt{x}$,系数为$-1$,与$\sqrt{x}$不等价。
选项C:$\sqrt{1+\sqrt{x}} - 1$
展开$\sqrt{1+\sqrt{x}} = 1 + \frac{1}{2}\sqrt{x} - \frac{1}{8}x + \cdots$,得:
$\sqrt{1+\sqrt{x}} - 1 \approx \frac{1}{2}\sqrt{x}$
主部系数为$\frac{1}{2}$,与$\sqrt{x}$不等价。
选项D:$1 - \cos\sqrt{x}$
展开$\cos\sqrt{x} = 1 - \frac{x}{2} + \cdots$,得:
$1 - \cos\sqrt{x} \approx \frac{x}{2}$
主部为$x$,与$\sqrt{x}$不同阶。