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三、无穷小的比较

小题​

  1. 【1991-12-3 分】 已知当 时, 与 是等价无穷小,则常数
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答案: 。

解析: 当 时,

两者等价要求首项系数相等,故

解得 。


  1. 【1992-5-3 分】 当 时,下列四个无穷小量中,哪一个是比其他三个更高阶的无穷小量?( )
A.    B.    C.    D.
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答案: D。

解析: 当 时,

而

因此 A、B、C 均为二阶无穷小,D 为三阶无穷小,D 比其余三个高阶。


  1. 【1992-4-3 分】 当 时,下列四个无穷小量中,哪一个是比其他三个更高阶的无穷小量?( )
A.    B.    C.    D.
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答案: D。

解析: A、B、C 均与常数倍的 等价,而

故 D 为三阶无穷小,比其余三个二阶无穷小高阶。


  1. 【1992-3-3 分】 当 时, 是 的( )。
A. 低阶无穷小    B. 高阶无穷小    C. 等价无穷小    D. 同阶但不等价的无穷小
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答案: B。

解析: 由

可得

因此 是 的高阶无穷小。


  1. 【1993-12-3 分】 设 ,,则当 时, 是 的( )。
A. 等价无穷小    B. 同阶但非等价的无穷小    C. 高阶无穷小    D. 低阶无穷小
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答案: B。

解析: 当 时,,故

又

所以

极限为非零常数但不等于 ,故两者同阶但不等价。


  1. 【1996-3-3 分】 设当 时, 是比 高阶的无穷小,则( )。
A.    B.    C.    D.
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答案: A。

解析: 由泰勒展开

故

要使其为 ,一次项和二次项系数均须为零,因此


  1. 【1996-12-3 分】 设 有连续的导数,,,,且当 时, 与 是同阶无穷小,则 等于( )。
A. 1    B. 2    C. 3    D. 4
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答案: C。

解析: 由莱布尼茨公式,

因 且 ,有

所以

进而

故 与 同阶,。


  1. 【1997-4-3 分】 设 在点 的某邻域内连续,且当 时, 是 的高阶无穷小,则当 时, 是 的( )。
A. 低阶无穷小    B. 高阶无穷小    C. 同阶但不等价的无穷小    D. 等价无穷小
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答案: B。

解析: 题设意味着

在比较有意义的去心邻域内应用洛必达法则,并利用 ,得

故 ,即 是 的高阶无穷小。


  1. 【1997-3-3 分】 设 ,,则当 时, 是 的( )。
A. 低阶无穷小    B. 高阶无穷小    C. 等阶无穷小    D. 同阶但不等价的无穷小
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答案: B。

解析: 当 时,,且 ,故

而

因此

故 是 的高阶无穷小。


  1. 【1997-2-3 分】 设当 时, 与 是同阶无穷小,则 为( )。
A. 1    B. 2    C. 3    D. 4
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答案: C。

解析: 将两项之差写成

当 时,

且

因此

故它与 同阶,所以 。


  1. 【1999-2-3 分】 设 ,,则当 时, 是 的( )。
A. 高阶无穷小    B. 低阶无穷小    C. 同阶但不等价的无穷小    D. 等价无穷小
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答案: C。

解析: 由于

故由积分中值思想可得

又因为

且 ,所以

因此

该极限为非零常数但不等于 ,故 与 同阶但不等价。


  1. 【2001-2-3 分】 设当 时, 是比 高阶的无穷小,而 是比 高阶的无穷小,则正整数 等于( )。
A. 1    B. 2    C. 3    D. 4
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答案: B。

解析: 当 时,

以及

由第一条件, 比 高阶,故

即 。

由第二条件, 比 高阶,故

即 。

由于 为正整数,所以 。


  1. 【2003-2-4 分】 若 时, 与 是等价无穷小,则
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答案: 。

解析: 当 时,由二项式展开,

另一方面,

两者等价要求对应的二次项系数相同,因此

故


  1. 【2004-12-4 分】 把 时的无穷小量 ,, 排列起来,使排在后面的是前一个的高阶无穷小量,则正确的排列次序是( )。
A.    B.    C.    D.
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答案: B。

解析: 当 时,

又因 ,故

同时 ,所以

三者的阶数依次为

故从低阶到高阶的排列为 。


  1. 【2005-2-4 分】 当 时, 与 是等价无穷小量,则
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答案: 。

解析: 当 时,,故

又

因此

于是

要使 ,应有


  1. 【2007-1234-4 分】 当 时,与 等价的无穷小量是( )。
A.    B.    C.    D.
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答案: B。

解析: 逐项比较:

A 项,

与 的比值趋于 ,不等价。

B 项,

C 项,

不等价。

D 项,

是比 高阶的无穷小。

故选 B。


  1. 【2009-123-4 分】 当 时, 与 是等价无穷小量,则( )。
A.    B.    C.    D.
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答案: A。

解析: 展开 :

而

由于 为三阶无穷小,要使 与之等价,首先必须使一次项消失,故

此时

由 ,有

所以


  1. 【2011-23-4 分】 已知当 时,函数 与 是等价无穷小量,则( )。
A.    B.    C.    D.
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答案: C。

解析: 由泰勒展开,

因此

故 。


  1. 【2013-2-4 分】 设 ,其中 ,则当 时, 是( )。
A. 比 高阶的无穷小量    B. 比 低阶的无穷小量
C. 与 同阶但不等价的无穷小量    D. 与 等价的无穷小量
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答案: C。

解析: 由题设,

当 时,右端趋于 。又因 ,故 ,从而

于是

该极限为非零常数但不等于 ,所以 与 同阶但不等价。


  1. 【2013-3-4 分】 当 时,用 表示比 高阶的无穷小量,则下列式子中错误的是( )。
A.    B.
C.    D.
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答案: D。

解析: 设 ,。

A 项中,

故 ,正确。

B 项中,

故正确。

C 项中,两个 之和仍为 ,正确。

D 项一般不成立。例如取

则 ,,但

所以其和不是 。


  1. 【2014-2-4 分】 当 时,若 , 均是比 高阶的无穷小量,则 的取值范围是( )。
A.    B.    C.    D.
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答案: B。

解析: 当 时,

故

它比 高阶,要求

又因为

所以

它比 高阶,要求

即 。综合得


  1. 【2014-3-4 分】 设 ,则当 时,若 是比 高阶的无穷小,则下列选项中错误的是( )。
A.    B.    C.    D.
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答案: D。

解析: 由 的麦克劳林展开式,

于是

要使该式为 ,各低于或等于三次的系数均须为零,因此

故错误的是 D。


  1. 【2016-2-4 分】 设 ,,。当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
A.    B.
C.    D.
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答案: B。

解析: 分别求其等价无穷小:

幂次越小,无穷小的阶越低。因此从低阶到高阶依次为


  1. 【2019-123-4 分】 当 时,若 与 是同阶无穷小,则 。
A.    B.    C.    D.
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答案: C。

解析: 由展开式

可得

因此 与 同阶,故 。


  1. 【2020-12-4 分】 当 时,下列无穷小量中最高阶的是( )。
A.    B.
C.    D.
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答案: D。

解析: A 项中,,故

为三阶无穷小。

B 项中,

所以

为 阶无穷小。

C 项中,,且 ,故

为三阶无穷小。

D 项中,当 时,

又 ,所以

为五阶无穷小,阶数最高。


  1. 【2021-23-5 分】 当 时, 是 的( )。
A. 低阶无穷小    B. 等价无穷小    C. 高阶无穷小    D. 同阶但非等价无穷小
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答案: C。

解析: 当 时,

因此

于是

故该积分是 的高阶无穷小。


  1. 【2021-1-5 分】 设函数 在 处的 3 次泰勒多项式为 ,则( )。
A.    B.
C.    D.
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答案: A。

解析: 利用展开式

以及

可得

因此


  1. 【2022-23-5 分】 当 时,, 是非零无穷小量,则以下命题:

①若 ,则 ;

②若 ,则 ;

③若 ,则 ;

④若 ,则 。

真命题的序号是( )。

A. ①②    B. ①④    C. ①③④    D. ②③④
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答案: C。

解析: 对于命题①,若 ,则

故①正确。

命题②不正确。例如取

则 ,但

对于命题③,若 ,则

故 ,③正确。

对于命题④,若 ,则

所以 ,即 ,④正确。


  1. 【2023-12-5 分】 当 时,函数 与 是等价无穷小,则
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答案: 。

解析: 先展开 :

再展开 :

要使 ,首先一次项必须消失,故

同时二次项系数应等于 ,因此

即 。所以


  1. 【2024-3-5 分】 当 时, 与 是同阶无穷小,则
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答案: 。

解析: 当 时,

故被积函数满足

于是

因此该积分是三阶无穷小,故 。

因此该积分与 同阶,故 。


  1. 【2025-3-5 分】 当 时,下列无穷小量中,与 等价的是( )。
A.    B.    C.    D.
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答案: C。

解析: 逐项考查与 的比值。

A 项中,

故其与 同阶但不等价。

B 项中,

故其与 等价,而不与 等价。

C 项中,由 ,取 ,得

D 项中,

所以

不与 等价。

故选 C。


  1. 【2025-2-5 分】 设函数 , 在 的某去心邻域内有定义且恒不为零。若当 时, 是 的高阶无穷小,则当 时,( )。
A.    B.
C.    D.
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答案: C。

解析: 由 是 的高阶无穷小,知

且 。

A 项中,

故 ,A 错误。

B 项中,

该比值不趋于 ,故 B 错误。

C 项中,由

可得

因此

C 正确。

D 项不一定成立。例如取

则 ,但

故 D 错误。

大题​

  1. 【2002-2-8 分】 设函数 在 的某个邻域内具有二阶连续导数,且 ,,。证明:存在唯一的一组实数 ,,,使得当 时, 是比 高阶的无穷小。
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答案: 。

解析: 由于 在 的邻域内具有二阶连续导数,由泰勒公式,当 时,

因此

要使上式为 ,又因 、、 均不为零,必须且只需

后两式分别减去前一式,得

解得

该线性方程组的系数行列式为

故解唯一。因此存在唯一的一组实数


  1. 【2002-1-6 分】 设函数 在 的某邻域内具有一阶连续导数,且 ,。若 在 时是比 高阶的无穷小,试确定 , 的值。
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答案: 。

解析: 由一阶泰勒公式,

所以

要使该式为 ,由于 、,应有

解得


  1. 【2006-24-10 分】 试确定 ,, 的值,使得 ,其中 是当 时比 高阶的无穷小量。
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答案: 。

解析: 当 时,

于是

要使其等于 ,则二次项和三次项系数都应为零,并且一次项系数等于 ,即

后两式相减得

故

进而


  1. 【2012-2-10 分】 已知函数 ,记 。

(1) 求 的值;

(II) 若当 时, 与 是同阶无穷小量,求常数 的值。

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答案: (1) ;

(II) 。

解析: 将根式有理化,得

因此

又因为

所以

故 与 同阶,即


  1. 【2013-23-10 分】 当 时, 与 为等价无穷小量,求 与 的值。
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答案: 。

解析: 当 时,对 ,有

于是

因此

故


  1. 【2015-123-10 分】 设函数 ,,若 与 在 时是等价无穷小,求 ,, 的值。
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答案: 。

解析: 当 时,

并且

因此

由 ,可知 的一次项、二次项系数必须为零,三次项系数应等于 ,故

解得

此时

故所求参数如上。


  1. 【2020-3-10 分】 已知 , 为常数, 与 在 时为等价无穷小,求 ,。
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答案: 。

解析: 先对指数部分展开:

于是

因此

与 对比可得