当x→0时,与x等价的无穷小量的()A. sin x-x^2B. x-sin xC. x^2-sin xD. 1-cos x
A. $\sin x-x^{2}$
B. $x-\sin x$
C. $x^{2}-\sin x$
D. $1-\cos x$
题目解答
答案
解析
本题考查等价无穷小量的概念及判断方法。解题的关键思路是根据等价无穷小量的定义,即当$x\to0$时,若$\lim\limits_{x\to0}\frac{\alpha(x)}{\beta(x)} = 1$,则称$\alpha(x)$与$\beta(x)$是等价无穷小量。我们需要分别计算每个选项与$x$的比值在$x\to0$时的极限,若极限为$1$,则该选项与$x$是等价无穷小量。
选项A
计算$\lim\limits_{x\to0}\frac{\sin x - x^2}{x}$,根据极限的运算法则$\lim\limits_{x\to a}(f(x)-g(x))=\lim\limits_{x\to a}f(x)-\lim\limits_{x\to a}g(x)$,可将其拆分为$\lim\limits_{x\to0}\frac{\sin x}{x}-\lim\limits_{x\to0}\frac{x^2}{x}$。
- 由重要极限$\lim\limits_{x\to0}\frac{\sin x}{x}=1$。
- 对于$\lim\limits_{x\to0}\frac{x^2}{x}$,化简可得$\lim\limits_{x\to0}x = 0$。
所以$\lim\limits_{x\to0}\frac{\sin x - x^2}{x}=1 - 0 = 1$,即当$x\to0$时,$\sin x - x^2$与$x$是等价无穷小量。
选项B
计算$\lim\limits_{x\to0}\frac{x - \sin x}{x}$,同样根据极限的运算法则拆分为$\lim\limits_{x\to0}\frac{x}{x}-\lim\limits_{x\to0}\frac{\sin x}{x}$。
- $\lim\limits_{x\to0}\frac{x}{x}=1$。
- 由重要极限$\lim\limits_{x\to0}\frac{\sin x}{x}=1$。
所以$\lim\limits_{x\to0}\frac{x - \sin x}{x}=1 - 1 = 0$,即当$x\to0$时,$x - \sin x$是比$x$高阶的无穷小量。
选项C
计算$\lim\limits_{x\to0}\frac{x^2 - \sin x}{x}$,根据极限的运算法则拆分为$\lim\limits_{x\to0}\frac{x^2}{x}-\lim\limits_{x\to0}\frac{\sin x}{x}$。
- 对于$\lim\limits_{x\to0}\frac{x^2}{x}$,化简可得$\lim\limits_{x\to0}x = 0$。
- 由重要极限$\lim\limits_{x\to0}\frac{\sin x}{x}=1$。
所以$\lim\limits_{x\to0}\frac{x^2 - \sin x}{x}=0 - 1 = -1$,即当$x\to0$时,$x^2 - \sin x$与$x$是同阶无穷小量,但不是等价无穷小量。
选项D
根据等价无穷小替换,当$x\to0$时,$1 - \cos x\sim\frac{1}{2}x^2$,则$\lim\limits_{x\to0}\frac{1 - \cos x}{x}=\lim\limits_{x\to0}\frac{\frac{1}{2}x^2}{x}=\lim\limits_{x\to0}\frac{1}{2}x = 0$,即当$x\to0$时,$1 - \cos x$是比$x$高阶的无穷小量。