(3)当x→0时,(1+ax^2)^(1)/(3)-1与cosx-1是等价无穷小量,则a的值为( ).A. -(3)/(2)B. -(5)/(2)C. 1D. 2
A. $-\frac{3}{2}$
B. $-\frac{5}{2}$
C. 1
D. 2
题目解答
答案
解析
本题考查等价无穷小量的概念以及常见等价无穷小的替换。解题的关键思路是利用等价无穷小的定义,即当两个无穷小量的比值的极限为$1$时,它们是等价无穷小量,然后结合常见的等价无穷小替换来求解$a$的值。
步骤一:明确等价无穷小的定义
已知当$x\to0$时,$(1 + ax^2)^{\frac{1}{3}} - 1$与$\cos x - 1$是等价无穷小量,根据等价无穷小的定义可得:
$\lim\limits_{x\to0}\frac{(1 + ax^2)^{\frac{1}{3}} - 1}{\cos x - 1}=1$
步骤二:利用常见等价无穷小进行替换
当$x\to0$时,有$(1 + x)^{\alpha}-1\sim\alpha x$,$\cos x - 1\sim-\frac{1}{2}x^2$。
对于$(1 + ax^2)^{\frac{1}{3}} - 1$,这里$x$相当于$ax^2$,$\alpha=\frac{1}{3}$,所以$(1 + ax^2)^{\frac{1}{3}} - 1\sim\frac{1}{3}ax^2$。
将其代入到极限$\lim\limits_{x\to0}\frac{(1 + ax^2)^{\frac{1}{3}} - 1}{\cos x - 1}$中,可得:
$\lim\limits_{x\to0}\frac{\frac{1}{3}ax^2}{-\frac{1}{2}x^2}$
步骤三:计算极限并求解$a$的值
对$\lim\limits_{x\to0}\frac{\frac{1}{3}ax^2}{-\frac{1}{2}x^2}$进行化简,$x^2$可以约去,得到:
$\lim\limits_{x\to0}\frac{\frac{1}{3}a}{-\frac{1}{2}}=\frac{\frac{1}{3}a}{-\frac{1}{2}}=-\frac{2a}{3}$
因为$\lim\limits_{x\to0}\frac{(1 + ax^2)^{\frac{1}{3}} - 1}{\cos x - 1}=1$,所以$-\frac{2a}{3}=1$。
解方程$-\frac{2a}{3}=1$,两边同时乘以$-\frac{3}{2}$,可得$a=-\frac{3}{2}$。