题目
设函数 f(x)= x(e^2x - 1),g(x)= 1 - cos(2x),则当 x to 0 时,f(x) 是 g(x) 的()。A. 等价无穷小B. 同阶但非等价无穷小C. 高阶无穷小D. 低价无穷小
设函数 $f(x)= x(e^{2x} - 1)$,$g(x)= 1 - \cos(2x)$,则当 $x \to 0$ 时,$f(x)$ 是 $g(x)$ 的()。
A. 等价无穷小
B. 同阶但非等价无穷小
C. 高阶无穷小
D. 低价无穷小
题目解答
答案
A. 等价无穷小
解析
考查要点:本题主要考查等价无穷小的替换以及无穷小阶的比较,需要掌握常见函数在$x \to 0$时的泰勒展开或等价无穷小形式。
解题核心思路:
- 等价无穷小替换:将$f(x)$和$g(x)$中的非线性项用等价无穷小表达式替换,简化计算。
- 阶数比较:通过计算$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)}$的极限值判断两者的阶数关系。若极限为常数且非零,则为同阶无穷小;若极限为1,则为等价无穷小。
破题关键点:
- 替换规则:$e^{2x} - 1 \sim 2x$,$1 - \cos(2x) \sim 2x^2$。
- 极限计算:通过替换或洛必达法则验证极限值是否为1。
步骤1:等价无穷小替换
- 当$x \to 0$时,$e^{2x} - 1 \sim 2x$,因此$f(x) = x(e^{2x} - 1) \sim x \cdot 2x = 2x^2$。
- 当$x \to 0$时,$1 - \cos(2x) \sim \frac{(2x)^2}{2} = 2x^2$,因此$g(x) \sim 2x^2$。
步骤2:计算极限比值
将替换后的表达式代入比值:
$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)} = \lim_{x \to 0} \frac{2x^2}{2x^2} = 1.$
结论:
由于极限值为1,说明$f(x)$与$g(x)$在$x \to 0$时为等价无穷小。