定义

等价无穷小的定义:设当 时, 均为无穷小量。若 ,则称 是等价无穷小量,记作

例如:由于 ,故有

等价无穷小替换是计算未定型极限的常用方法,它可以使求极限问题化繁为简,化难为易。

求极限时,使用等价无穷小的条件1:

  1. 被代换的量,在取极限的时候极限值为0;
  2. 被代换的量,作为被乘或者被除的元素时可以用等价无穷小代换,但是作为加减的元素时就不可以。

性质

,就说 β与α是等价无穷小。4

常见性质有:设α,α',β,β',γ等均为同一自变量变化过程中的无穷小。4

  1. 若α~α',β~β',且存在,则4
  2. 若α~β,β~γ,则α~γ4

性质1表明等价无穷小的商的极限求法,性质2表明等价无穷小的传递性。4

定理

无穷小等价替换定理2

设函数 ,在 内有定义,且有

(1)若 ,则

(2)若 ,则

证明

(1)

(2)

例如:利用等价无穷小量代换求极限

:由于

故有

注意:等价无穷小一般只能在乘除中替换,在加减中替换有时会出错(加减时可以整体代换,不一定能随意 单独代换或分别代换)1。如在上例中:

若因有,而推出 ,则得到的是 错误的结果。

注:可直接等价替换的类型

(以上几个性质可以用来化简一些未定式以方便运用洛必达法则)

需要满足一定条件才能替换的类型

,则

(该条性质非常重要,这是判断在加减法中能否分别等价替换的重要依据)

变上限积分函数(积分变限函数)也可以用等价无穷小进行替换。

公式

时,

注:以上各式可通过泰勒展开式推导出来。

推导过程

α和β都是无穷小,且存在(或

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