设函数f(x),g(x)在x=0的某去心邻域内有定义且不为零,若当xarrow 0时,f(x)是g(x)的高阶无穷小,则当xarrow 0时,对于以下结论:① f(x)+g(x)=o(f(x));② f(x)g(x)=o(g^2(x));③ f(x)=o(ln[1+g(x)]);④ f(x)=o(g^2(x))。A. 1.B. 2.C. 3.D. 4.
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
题目解答
答案
解析
本题考查高阶无穷小的定义及相关性质,解题的关键在于根据高阶无穷小的定义$\lim\limits_{x \to x_0}\frac{\alpha(x)}{\beta(x)} = 0$(其中$\alpha(x)$是$\beta(x)$在$x \to x_0$时的高阶无穷小),对每个结论逐一进行分析判断。
结论①判断
已知当$x\rightarrow 0$时,$f(x)$是$g(x)$的高阶无穷小,根据高阶无穷小的定义可得$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{g(x)} = 0$。
要判断$f(x)+g(x)=o(f(x))$是否成立,需计算$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)+g(x)}{f(x)}$,根据极限的运算法则:
$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)+g(x)}{f(x)}=\lim\limits_{x \to 0}(1 + \frac{g(x)}{f(x)})$
因为$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{g(x)} = 0$,所以$\lim\limits_{x \to 0}\frac{g(x)}{f(x)} = \infty$,则$\lim\limits_{x \to 0}(1 + \frac{g(x)}{f(x)})=\infty\neq 0$,所以$f(x)+g(x)\neq o(f(x))$,结论①错误。
结论②判断
要判断$f(x)g(x)=o(g^2(x))$是否成立,需计算$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)g(x)}{g^2(x)}$,化简可得:
$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)g(x)}{g^2(x)}=\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{g(x)}$
已知$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{g(x)} = 0$,所以$f(x)g(x)=o(g^2(x))$,结论②正确。
结论③判断
当$x \to 0$时,$\ln(1 + x)\sim x$,所以当$x \to 0$时,$\ln[1 + g(x)]\sim g(x)$。
要判断$f(x)=o(\ln[1+g(x)])$是否成立,需计算$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{\ln[1 + g(x)]}$,因为$\ln[1 + g(x)]\sim g(x)$,所以$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{\ln[1 + g(x)]}=\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{g(x)} = 0$,所以$f(x)=o(\ln[1+g(x)])$,结论③正确。
结论④判断
要判断$f(x)=o(g^2(x))$是否成立,需计算$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{g^2(x)}$,可将其变形为$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{g(x)}\cdot\frac{1}{g(x)}$。
已知$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{g(x)} = 0$,但$\lim\limits_{x \to 0}\frac{1}{g(x)}$不一定存在,所以不能得出$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{g^2(x)} = 0$,即$f(x)$不一定是$g^2(x)$的高阶无穷小,结论④错误。
综上,正确的结论有②③,共$2$个。