40 [2007] 当x→0+时,与sqrt(x)等价的无穷小量是A. 1-e^sqrt(x)B. ln(1+x)/(1-sqrt(x))C. sqrt(1+sqrt(x))-1D. 1-cossqrt(x).
A. $ 1-e^{\sqrt{x}}$
B. $\ln\frac{1+x}{1-\sqrt{x}}$
C. $\sqrt{1+\sqrt{x}}-1$
D. $ 1-\cos\sqrt{x}$.
题目解答
答案
解析
本题考查等价无穷小量的概念及常见等价无穷小的应用。解题思路是根据等价无穷小的定义,判断当$x\to0^{+}$时,各选项与$\sqrt{x}$的比值的极限是否为$1$,若为$1$,则该选项与$\sqrt{x}$是等价无穷小量。
选项A
当$x\to0$时,$1 - e^{u}\sim -u$,令$u = \sqrt{x}$,当$x\to0^{+}$时,$u\to0^{+}$,则$1 - e^{\sqrt{x}}\sim - \sqrt{x}$。
计算$\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{1 - e^{\sqrt{x}}}{\sqrt{x}}$,根据等价无穷小替换可得:
$\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{1 - e^{\sqrt{x}}}{\sqrt{x}}=\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{-\sqrt{x}}{\sqrt{x}}=-1\neq1$
所以$1 - e^{\sqrt{x}}$与$\sqrt{x}$不是等价无穷小量。
选项B
先对$\ln\frac{1 + x}{1 - \sqrt{x}}$进行变形:
$\ln\frac{1 + x}{1 - \sqrt{x}}=\ln(1 + x)-\ln(1 - \sqrt{x})$
当$x\to0$时,$\ln(1 + u)\sim u$。
当$x\to0^{+}$时,$\ln(1 + x)\sim x$,$\ln(1 - \sqrt{x})\sim - \sqrt{x}$。
则$\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{\ln\frac{1 + x}{1 - \sqrt{x}}}{\sqrt{x}}=\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{\ln(1 + x)-\ln(1 - \sqrt{x})}{\sqrt{x}}$
根据等价无穷小替换可得:
$\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{\ln(1 + x)-\ln(1 - \sqrt{x})}{\sqrt{x}}=\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{x-(-\sqrt{x})}{\sqrt{x}}=\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{x+\sqrt{x}}{\sqrt{x}}=\lim\limits_{x\to0^{+}}(\sqrt{x}+1)=1$
所以$\ln\frac{1 + x}{1 - \sqrt{x}}$与$\sqrt{x}$是等价无穷小量。
选项C
当$x\to0$时,$\sqrt{1 + u}-1\sim\frac{1}{2}u$,令$u = \sqrt{x}$,当$x\to0^{+}$时,$u\to0^{+}$,则$\sqrt{1 + \sqrt{x}}-1\sim\frac{1}{2}\sqrt{x}$。
计算$\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{\sqrt{1 + \sqrt{x}}-1}{\sqrt{x}}$,根据等价无穷小替换可得:
$\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{\sqrt{1 + \sqrt{x}}-1}{\sqrt{x}}=\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{\frac{1}{2}\sqrt{x}}{\sqrt{x}}=\frac{1}{2}\neq1$
所以$\sqrt{1 + \sqrt{x}}-1$与$\sqrt{x}$不是等价无穷小量。
选项D
当$x\to0$时,$1 - \cos u\sim\frac{1}{2}u^{2}$,令$u = \sqrt{x}$,当$x\to0^{+}$时,$u\to0^{+}$,则$1 - \cos\sqrt{x}\sim\frac{1}{2}(\sqrt{x})^{2}=\frac{1}{2}x$。
计算$\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{1 - \cos\sqrt{x}}{\sqrt{x}}$,根据等价无穷小替换可得:
$\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{1 - \cos\sqrt{x}}{\sqrt{x}}=\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{\frac{1}{2}x}{\sqrt{x}}=\lim\limits_{x\to0^{+}}\frac{1}{2}\sqrt{x}=0\neq1$
所以$1 - \cos\sqrt{x}$与$\sqrt{x}$不是等价无穷小量。