极限运算中的高阶无穷小 $o(x^{n})$ 该怎么参与运算?

一、题目题目 - 荒原之梦

二、解析 解析 - 荒原之梦


式子 $I$ 的分子和分母大概是和 $x^{3}$ 同阶的无穷小量,所以,我们首先根据泰勒公式,将式子 $I$ 的分子和分母展开到 $x^{3}$:

$$
\begin{aligned}
\textcolor{orange}{ \mathrm{e}^{x} } – 1 – x – \textcolor{yellow}{ \frac{x}{2} \sin x } & = \textcolor{orange}{ 1 + x + \frac{x^{2}}{2} + \frac{x^{3}}{6} + o(x^{3}) } – 1 – x \\
& \textcolor{yellow}{ – \frac{x}{2} \left[x – \frac{1}{6}x^{3} + o(x^{3})\right] } \\ \\
& = \frac{1}{6}x^{3} + \frac{1}{12}x^{4} + o(x^{3}) \textcolor{magenta}{ – \frac{1}{2} x o(x^{3}) } \\ \\
& = \frac{1}{6}x^{3} + \frac{1}{12}x^{4} + o(x^{3}) \textcolor{magenta}{ + \frac{1}{2} x o(x^{3}) } \\ \\
& = \frac{1}{6}x^{3} + \frac{1}{12}x^{4} + o(x^{3}) \textcolor{magenta}{ + x o(x^{3}) } \\ \\
& = \frac{1}{6}x^{3} + \frac{1}{12}x^{4} + o(x^{3}) \textcolor{magenta}{ + o(x^{4}) } \\ \\
& = \frac{1}{6}x^{3} + \frac{1}{12}x^{4} + + o(x^{3}) \textcolor{magenta}{\cancel{ \textcolor{white}{ + o(x^{4}) }}} \\ \\
& = \textcolor{lightgreen}{ \frac{1}{6}x^{3} + o(x^{3}) } \\ \\ \\
\textcolor{orange}{ \sin x } – \textcolor{yellow}{ x \cos x } & = \textcolor{orange}{ x – \frac{1}{6}x^{3} + o(x^{3}) } – \textcolor{yellow}{ x \left( 1 – \frac{1}{2}x^{2} + o(x^{3}) \right) } \\ \\
& = \frac{1}{3} x^{3} + o(x^{3}) \textcolor{magenta}{+ x o(x^{3})} \\ \\
& = \frac{1}{3} x^{3} + o(x^{3}) \textcolor{magenta}{+ o(x^{4})} \\ \\
& = \frac{1}{3} x^{3} + o(x^{3}) \textcolor{magenta}{\cancel{ \textcolor{white}{ + o(x^{4}) }}} \\ \\
& = \textcolor{lightgreen}{ \frac{1}{3} x^{3} + o(x^{3}) }
\end{aligned}
$$

综上可得:

$$
\begin{aligned}
I & = \lim_{x \rightarrow 0} \frac{\mathrm{e}^{x}-1 – x-\frac{x}{2} \sin x}{\sin x – x \cos x} \\ \\
& = \frac{ \textcolor{lightgreen}{ \frac{1}{6}x^{3} + o(x^{3}) } }{ \textcolor{lightgreen}{ \frac{1}{3} x^{3} + o(x^{3}) } } \\ \\
& = \frac{1}{6} \cdot \frac{3}{1} \\ \\
& = \textcolor{springgreen}{\frac{1}{2}}
\end{aligned}
$$


荒原之梦考研数学思维导图
荒原之梦考研数学思维导图

高等数学箭头 - 荒原之梦

涵盖高等数学基础概念、解题技巧等内容,图文并茂,计算过程清晰严谨。

线性代数箭头 - 荒原之梦

以独特的视角解析线性代数,让繁复的知识变得直观明了。

特别专题箭头 - 荒原之梦

通过专题的形式对数学知识结构做必要的补充,使所学知识更加连贯坚实。

荒原之梦考研数学网 | 让考场上没有难做的数学题!

荒原之梦网全部内容均为原创,提供了涵盖考研数学基础知识、考研数学真题、考研数学练习题和计算机科学等方面,大量精心研发的学习资源。

豫 ICP 备 17023611 号-1 | 公网安备 - 荒原之梦 豫公网安备 41142502000132 号 | SiteMap
Copyright © 2017-2024 ZhaoKaifeng.com 版权所有 All Rights Reserved.

Copyright © 2024   zhaokaifeng.com   All Rights Reserved.
豫ICP备17023611号-1
 豫公网安备41142502000132号

荒原之梦 自豪地采用WordPress