考研数学无穷减无穷型例题

更新时间:2025-11-22 21:36:59
最佳答案

在考研数学中,无穷减无穷型问题是极限计算中的一个常见难点。以下是一个典型的无穷减无穷型例题:

例题:求极限 $\lim_{x \to 0} \frac{x^2 - \sin x}{x^3}$。

解题过程:

首先,观察到这是一个“$\frac{0}{0}$”型的未定式,因此可以考虑使用洛必达法则或者等价无穷小替换的方法。

方法一:洛必达法则

对分子和分母同时求导,得到:
$$\lim_{x \to 0} \frac{2x - \cos x}{3x^2}$$
再次使用洛必达法则,对分子和分母再次求导,得到:
$$\lim_{x \to 0} \frac{2 + \sin x}{6x}$$
当$x \to 0$时,$\sin x \approx x$,所以:
$$\lim_{x \to 0} \frac{2 + x}{6x} = \frac{2}{6} = \frac{1}{3}$$

方法二:等价无穷小替换

在$x \to 0$时,$\sin x \approx x - \frac{x^3}{6} + O(x^5)$,所以:
$$x^2 - \sin x \approx x^2 - (x - \frac{x^3}{6}) = \frac{x^3}{6}$$
因此,原极限可以转化为:
$$\lim_{x \to 0} \frac{\frac{x^3}{6}}{x^3} = \frac{1}{6}$$

无论使用哪种方法,最终的答案都是 $\frac{1}{6}$。

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