- 腦洞大開的微積分
- 劉祺
- 568字
- 2019-12-20 15:22:51
2.7 無窮小的比較
在介紹另一個(gè)重要極限之前,我們先來了解一下什么叫無窮小。無窮小并不是無窮大(∞)的相反數(shù)。按照之前取極限的說法,當(dāng)x→0時(shí),x、x3和sinx等函數(shù)的值都是無窮小。有一種不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f法是:可以把無窮大的倒數(shù)理解為無窮小。這種說法來源于。對(duì)于這種不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f法,我們很容易就能找出一個(gè)反例:
假如我們?cè)O(shè)了一個(gè)變量,它的大小是無窮大的話。那么它的平方是不是等于它本身呢?
如果我們假設(shè)x2=∞,那么就可以推導(dǎo)出x=x2。顯然,如果要使x=x2成立,x應(yīng)等于1或0而1和0都不是無窮大。由此推出之前的假設(shè)是不成立的。此時(shí)我們發(fā)現(xiàn),雖然x和x2都是無窮大,但它們是不相等的。
而相同的情況也出現(xiàn)在無窮小中。
前面說過,當(dāng)x→0時(shí),x、x3和sinx等函數(shù)的值都是無窮小,而且無窮大之間不相等的情況也會(huì)出現(xiàn)在無窮小中。既然無窮小不相等,那么它們之間是否存在大小關(guān)系呢?換句話說, 我們能不能比較出兩個(gè)無窮小的大小呢注22?我們用、
和
分別表示當(dāng)x→0時(shí)的x、x3和sinx。當(dāng)需要比較兩數(shù)值大小時(shí)常用的方法為兩數(shù)相減和兩數(shù)相除,這里我們選擇兩數(shù)相除的方法。
我們來比較和
:
欲比較和
的大小,只需將兩數(shù)相除。則有
。
綜上所述,的低階無窮小。而比較無窮小之間大小的方法總結(jié)如下:
當(dāng)時(shí),β是α的高階無窮小;當(dāng)
時(shí),β是α的低階無窮小;當(dāng)
=非零常數(shù)時(shí),β是α的同階無窮小。特殊地,當(dāng)
=1時(shí),β是α的等價(jià)無窮小。
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