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无穷小的阶

本页给出标准定义、定理条件、可执行步骤,并用图示梳理从识别到应用的关系。

一、基本概念

标准定义

设 α、β→0。若 α/β→0,记 α=o(β);若 α/β→c≠0,称 α、β 同阶;c=1 时就是等价无穷小。

o(β) → 同阶比较 → 首项抵消

二、基本定理

条件与结论

阶的比较具有传递性:α=o(β) 表示 α 比 β 高阶;α~β 表示二者主导阶相同,但不能据此确定 α−β 的阶。

条件检查

定理只在上述连续性、可导性、定义域、方向或收敛条件满足时使用。

三、基本方法

题目中的执行顺序
  1. 把每个因子写成主导项乘以(1+o(1))。
  2. 先比较最低非零阶,再处理系数。
  3. 发现首项抵消时继续展开,直到出现非零主导项。

例题提示:例:1−cos x~x²/2,而 x−sin x~x³/6;两者都要先确认抵消后的首项。

四、推广应用

综合题中的连接

阶数语言连接等价无穷小、Taylor 余项和级数通项,可用于确定误差的精确数量级。

五、易错辨析

反例与边界

易错与例子:例:1−cos x~x²/2,而 x−sin x~x³/6;两者都要先确认抵消后的首项。

检查条件、变量/方向、边界与等号条件,再确认结论没有超出题设。

无穷小的阶:从定义到应用o(β)同阶比较首项抵消
无穷小的阶的识别、条件核对与计算路径

公式速查

公式、条件、场景

常用等价无穷小

sin u ~ u
tan u ~ u
ln(1+u) ~ u
eu−1 ~ u
1−cos u ~ u²/2

条件:u→0。主要用于乘除结构;相减时检查抵消。

场景:基本未定式、复合极限。

Taylor 展开

eu=1+u+u²/2!+O(u³)
sin u=u−u³/3!+O(u⁵)
cos u=1−u²/2!+O(u⁴)
ln(1+u)=u−u²/2+O(u³)

条件:展开点和保留阶数明确。

场景:首项抵消、精确阶数、误差估计。

阶数与余项

f(u)=Pn(u)+O(un+1)
α=o(β) ⇔ α/β→0

条件:同一趋近过程下比较。

场景:判断主导项和确定展开深度。

使用边界

公式必须和适用条件一起使用;遇到边界、端点、方向或定义域问题,先检查条件再代入。