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高数常见坑点:等价无穷小

 2 years ago
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高数常见坑点:等价无穷小

Video analytic/UChicago CS Phd

知乎高数板块的热门话题之一,为啥不能像下面这么用等价无穷小:

[公式]

发现了 [公式] ,回想起老师教过等价无穷小,这玩意和 [公式] 等价!天呐噜我真强,快快用上!

[公式]

自信满满翻了翻答案,然后不小心发现答案啊是二分之三(⊙o⊙)?


两个图告诉你正确用法和错误用法差在哪里。

错误的用法是认为

[公式]

正确的用法是应该

[公式]

所以等价无穷小的唯一正确用法是把整个式子乘上一个1,把1换成极限为1的式子,然后利用极限的四则运算法则完成约分。


等价无穷小这名字起的极其有误导性。等价无穷小,等价无穷小,物理老师教过我们等价就可以替换嘛。可以替换的无穷小,凭啥就有时候能替换有时候不能替换呢?

因为等价无穷小的本质是约分。为了这个约分,我们要用极限的四则运算法则,把被约分的式子和用来约分的式子乘在一起。

举例。比如:

[公式]

这就是正确使用等价无穷小的姿势。

那为啥我局部用等价无穷小就不行呢?

照上面那个正确使用等价无穷小的延长版画个瓢:

[公式]

诶咋是两项乘一项啊,没关系,苯宝宝会乘法分配律

[公式]

以为是这样

[公式]

结果是这样

[公式]

所以等价无穷小的唯一正确用法是把整个式子乘上一个极限为1的式子,然后利用极限的乘法等于乘法的极限。

那为啥不在局部乘1啊?

所以说是想这么干?

[公式]

乍看起来好像很有道理的样子哦

那为啥不行呢?


想一想看~


[公式]

[公式]

所以应该是

[公式]

一个 [公式] 在取极限符号的里头,一个 [公式] 在取极限符号的外头,不是两个分式直接乘起来,这咋约分嘛。

那为啥不能利用减法的极限等于极限的减法,然后再局部乘1啊?

所以是想说这么干?

[公式]

第一步就错了QwQ

[公式]

等号前面是一个数,等号后面是 [公式] 。一个数等于俩不是数的东西的差?这咋相等嘛。

请随我背诵一遍极限和减法交换定理:

[公式]

然而 [公式] 极限显然不存在(极限等于无穷是一种特殊的极限不存在情形)。所以两者不相等。


最近这个文章莫名其妙的火了起来,也有不少人问了些问题。针对这些问题我弄了几个练习。练习名称为:只利用极限的四则运算法则证明下面的等价无穷小用法正确,或者说明下面的等价无穷小用法不正确。

[公式]

[公式]

[公式]


防止偷看答案分割线


  1. 用法正确。证明:

[公式]

2. 有点跳步,然而用法正确。证明:

[公式]

3. 不正确。因为

[公式]

拆开之后,两个极限都是无穷,即两个极限都不存在。

(举这个例子因为假的等价无穷小替换有时候是能蒙对正确答案的,但是做法是错误的)

编辑于 2019-11-14 21:00

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