極限題,為什麼這個arctanx不能等價無窮小變成x去解題?
救救孩子吧,這是數學還是玄學呀,為什麼第一個方法不對呀
多展開幾項試試唄:
解1:洛必達法則
解2:Taylor公式
解3:拆分變形+等價無窮小
水平有限,如有錯誤,還請指出!
又是這個老生常談的問題:
加減法時不要用無窮小替換
上題的原因很簡單:
考慮分子的泰勒展開:
所以:
再深入分析如果對 進行等價無窮小替換
由於分母是 ,所以大於(不包含等於)3次的項可以忽略。
但如果直接使用 則相當於忽略它的三次項,因此結果錯誤!!!!
https://zhuanlan.zhihu.com/p/44083023?zhuanlan.zhihu.com
這篇文章挺不錯的,當初我也有這樣的疑問,看了這篇文章後豁然開朗
等價無窮小隻能在乘除時候用,不能在加減時候用。
經典例題(sinx-tanx)/x3 (x→0),如果直接等價無窮小代換,就會得到極限是0這樣顯然荒謬的答案。
精度缺失,你把分子泰勒展開就能看到你丟掉了哪一階了。 一般情況下只對因子等價無窮小是不會出錯的,而對加減法用等價無窮小是有條件的,有的老師會講,其原理仍然是泰勒公式。
可以把極限減法就是各個函數的泰勒公式火併,帶頭大哥互相抵消被幹掉了,還有二哥,二哥幹掉了還有三哥,以此類推,看餘下的項帶入互相比大小
等價的前提是,它沒有被直接加減一個(和它極限值相等的東西),而是要乘除的時候才能等價代換。
我隨便說一下,希望對你有啟發
(1+0.03)/(1+0.05) ≈ 1/1
(1-1+0.03)/(1-1+0.05) ≈ 0.03/0.05
高階無窮小能不能略去要看整體的值,舉個例子:大海加一瓢水,一瓢水可以被略掉;空瓶子加一瓢水,一瓢水不能被略掉。
問題中arctan(x)只是分子表達式的一部分,它能不能等價於x要看整個分子的值是「大海」還是「空瓶」,另外其實洛必達法則就是處理分子分母都是「空瓶」的情況,只不過光講理論知識,不夠形象罷了,書上求極限那一套規則,是完全可以把題做出來的。
等價無窮小的本質是泰勒級數,你這個代換才精確到x,但是展開的精度具體要看分母。
死記硬背,乘除才能等價,如果你夠熟悉,分子加個x,減個x,口算知道-1/6
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