题目
3.当x→0时,无穷小量e^x^(2)-1与sinx比较是()无穷小量 A. 高阶 B. 低阶 C. 同阶但非等价 D. 等价
3.当x→0时,无穷小量$e^{x^{2}}-1$与sinx比较是()无穷小量
A. 高阶
B. 低阶
C. 同阶但非等价
D. 等价
A. 高阶
B. 低阶
C. 同阶但非等价
D. 等价
题目解答
答案
当 $x \to 0$ 时,利用等价无穷小替换:
- $e^{x^2} - 1 \sim x^2$(因为 $e^u - 1 \sim u$ 当 $u \to 0$),
- $\sin x \sim x$(因为 $\sin u \sim u$ 当 $u \to 0$)。
计算极限:
\[
\lim_{x \to 0} \frac{e^{x^2} - 1}{\sin x} \sim \lim_{x \to 0} \frac{x^2}{x} = \lim_{x \to 0} x = 0.
\]
极限为 0,表明 $e^{x^2} - 1$ 是比 $\sin x$ 高阶的无穷小量。
或者使用洛必达法则:
\[
\lim_{x \to 0} \frac{e^{x^2} - 1}{\sin x} = \lim_{x \to 0} \frac{2x e^{x^2}}{\cos x} = 0.
\]
答案:$\boxed{A}$。
解析
考查要点:本题主要考查无穷小量阶的比较,需要掌握等价无穷小替换或洛必达法则的应用。
解题核心思路:
比较两个无穷小量的阶,关键在于计算它们的比值在$x \to 0$时的极限:
- 若极限为$0$,则分子是分母的高阶无穷小;
- 若极限为$\infty$,则分子是分母的低阶无穷小;
- 若极限为非零常数,则两者为同阶无穷小(若常数为$1$则为等价)。
破题关键点:
利用等价无穷小替换简化表达式:
- $e^{x^2} - 1 \sim x^2$(当$x \to 0$时);
- $\sin x \sim x$(当$x \to 0$时)。
步骤1:等价无穷小替换
将$e^{x^2} - 1$和$\sin x$分别替换为等价无穷小:
$e^{x^2} - 1 \sim x^2, \quad \sin x \sim x.$
步骤2:计算比值的极限
比较两者的阶,计算极限:
$\lim_{x \to 0} \frac{e^{x^2} - 1}{\sin x} \sim \lim_{x \to 0} \frac{x^2}{x} = \lim_{x \to 0} x = 0.$
结论:
极限为$0$,说明$e^{x^2} - 1$是比$\sin x$高阶的无穷小。