一、题目
已知当 $x \rightarrow 0$ 时,$a x^{2} + b x + \arcsin x$ 与 $\sqrt[3]{1 + x^{2}} – 1$ 是等价无穷小,则( )
»A« $a = \frac{1}{3}$, $b = – 1$
»B« $a = \frac{1}{3}$, $b = 1$
»C« $a = \frac{2}{3}$, $b = – 1$
»D« $a = \frac{2}{3}$, $b = 1$
二、解析
由题及常用的等价无穷小公式可知,当 $x \rightarrow 0$ 时, 有:
$$
\sqrt[3]{1 + x^{2}} – 1 = \left( 1 + \textcolor{lightgreen}{x^{2}} \right) ^{ \textcolor{pink}{ \frac{1}{3} }} \sim \textcolor{pink}{\frac{1}{3}} \textcolor{lightgreen}{ x^{2} }
$$
$$
\begin{aligned}
a x^{2} + b x + \textcolor{orangered}{ \arcsin x } & = a x^{2} + b x + \textcolor{orangered}{x} + o \left( x^{2} \right) \\ \\
& = \left( b + 1 \right) x + a x^{2} + o \left( x^{2} \right)
\end{aligned}
$$
又因为,当 $x \rightarrow 0$ 时,$a x^{2} + b x + \arcsin x$ 与 $\sqrt[3]{1 + x^{2}} – 1$ 为等价无穷小,所以:
$$
\textcolor{yellow}{
\left( b + 1 \right) x + a x^{2} + o \left( x^{2} \right) \sim \frac{1}{3} x^{2} \sim 0 x + \frac{1}{3} x^{2}
}
$$
或者说:
$$
\textcolor{yellow}{
\lim_{x \rightarrow 0} \frac{\left( b + 1 \right) x + a x^{2} + o \left( x^{2} \right)}{0 x + \frac{1}{3} x^{2}} = 1
}
$$
因此可知:
$$
\begin{cases} b + 1 = 0 \\ a = \frac{1}{3} \end{cases} \leadsto \begin{cases} \textcolor{springgreen}{ b = – 1 } \\ \textcolor{springgreen}{ a = \frac{1}{3} } \end{cases}
$$
综上可知,本 题 应 选 A
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