§1.8 无穷小的比较
两个无穷小的乘积仍是无穷小,而两个无穷小之商却有如下几种情况:
例如:当时,、、都是无穷小,但是
,,
两个无穷小之比的极限的各种不同情况, 反映出不同无穷小趋向于零时,在“快慢”上是有区别的。
由上述极限,我们粗略地感觉到:较趋向于零更快,而与趋向于零时,在快慢上大体相当。
一、定义
下面的及都是同一个自变量的变化过程中的无穷小, 而也是在这个变化过程中的极限。
如果,就说是比高阶的无穷小,记作;
如果,就说是比低阶的无穷小;
如果,就说是与同阶的无穷小;
如果,就说与是等价无穷小,记作。
据此定义,当时,是比高阶的无穷小,
而与是同阶的无穷小,
由极限,与是等价无穷小。
二、等价无穷小的一个重要性质
证明:
这一性质表明, 求两个无穷小之比的极限,分子及分母都可用等价无穷小来代替,从而达到简化极限的计算之目的。
【例1】求
解:当时, , 所以
【例2】求
解:令 , 则 , 且
于是我们有: 当 时
上述两例使我们看到了等价无穷小代换在求极限时的“威力”,但是,运用这一方法时应该注意以下两点:
【例3】求
解:原式=
= =
注:
如果用等价无穷小代换, 就会得出错误的结论。
, 原式= ==
为了使同学们对这一例子有更深的了解,我们利用计算机程序gs0105.m,可给出函数在区间(0.001, 1)上的图象。
由图象不难看出,在0附近,函数值接近于0.5,而不是0呀!
【例4】求
解: 令 , 则 ,且
原式= =
=
=
=
注: