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同阶无穷小相减结果是几阶

2025-09-27 17:48:50

问题描述:

同阶无穷小相减结果是几阶,求快速支援,时间不多了!

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2025-09-27 17:48:50

同阶无穷小相减结果是几阶】在高等数学中,无穷小量的比较是一个重要的概念。当我们讨论两个同阶无穷小时,它们的差是否仍然是一个无穷小,以及它属于什么阶,是需要深入分析的问题。

一、基本概念回顾

- 无穷小量:当 $ x \to x_0 $(或 $ x \to \infty $)时,若 $ f(x) \to 0 $,则称 $ f(x) $ 是一个无穷小量。

- 同阶无穷小:设 $ f(x) $ 和 $ g(x) $ 都是无穷小量,若存在非零常数 $ C $,使得

$$

\lim_{x \to x_0} \frac{f(x)}{g(x)} = C,

$$

则称 $ f(x) $ 与 $ g(x) $ 是同阶无穷小。

- 高阶无穷小:若 $ \lim_{x \to x_0} \frac{f(x)}{g(x)} = 0 $,则称 $ f(x) $ 是比 $ g(x) $ 高阶的无穷小。

- 低阶无穷小:若 $ \lim_{x \to x_0} \frac{f(x)}{g(x)} = \infty $,则称 $ f(x) $ 是比 $ g(x) $ 低阶的无穷小。

二、同阶无穷小相减的结果分析

假设 $ f(x) $ 和 $ g(x) $ 是同阶无穷小,即

$$

\lim_{x \to x_0} \frac{f(x)}{g(x)} = C \neq 0.

$$

那么我们考虑它们的差 $ f(x) - g(x) $ 的无穷小阶数。

情况一:$ f(x) $ 与 $ g(x) $ 同号

例如,令 $ f(x) = g(x) + h(x) $,其中 $ h(x) $ 是比 $ g(x) $ 更高阶的无穷小。

此时 $ f(x) - g(x) = h(x) $,显然是一个比 $ g(x) $ 更高阶的无穷小。

情况二:$ f(x) $ 与 $ g(x) $ 异号

如果 $ f(x) = -g(x) + h(x) $,其中 $ h(x) $ 是更高阶的无穷小,则

$$

f(x) - g(x) = -2g(x) + h(x).

$$

此时,$ f(x) - g(x) $ 的主要部分是 $ -2g(x) $,所以它仍然是一个与 $ g(x) $ 同阶的无穷小。

三、总结表格

情况 举例 差 $ f(x) - g(x) $ 的阶 结论
同号 $ f(x) = g(x) + o(g(x)) $ 更高阶 相减后为更高阶无穷小
异号 $ f(x) = -g(x) + o(g(x)) $ 同阶 相减后仍为同阶无穷小
具体值 $ f(x) = k g(x) $,$ k \neq 1 $ 更高阶 若 $ k \neq 1 $,差为更高阶
特殊情况 $ f(x) = g(x) $ 0 差为0,不是无穷小

四、结论

同阶无穷小相减后的结果并不一定是同阶无穷小。其结果取决于两个函数之间的具体关系:

- 如果两者相差一个更高阶的无穷小,那么差为更高阶无穷小;

- 如果两者符号相反且系数不同,则差可能仍为同阶无穷小;

- 如果两者完全相同,则差为0,不构成无穷小。

因此,在处理无穷小相减问题时,需结合具体函数形式进行分析,不能一概而论。

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