無窮小量

無窮小量

無窮小量是數學分析中的一個概念,在經典的微積分或數學分析中,無窮小量通常以函式、序列等形式出現。 無窮小量即以數0為極限的變數,無限接近於0。確切地說,當自變數x無限接近x0(或x的絕對值無限增大)時,函式值f(x)與0無限接近,即f(x)→0(或f(x)=0),則稱f(x)為當x→x0(或x→∞)時的無窮小量。特別要指出的是,切不可把很小的數與無窮小量混為一談。

基本信息

定義

無窮小量 無窮小量
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無窮小是極限為零的函式。如是自變數,因變數極限為零的函式。此時f(x)就是的無窮小。

無窮大是指絕對值大於任何數的函式,因此負無窮不是無窮小,而是無窮大。

無窮小量 無窮小量

設f在某x的空心鄰域有定義。

無窮小量 無窮小量
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對於任給的正數 ε(無論它多么小),總存在正數 (或正數 )使得不等式(或 )的一切 對應的函式值 都滿足不等式 ,則稱函式 為當 (或 )時的無窮小量。記做: (或 )。

性質

1、無窮小量不是一個數,它是一個變數。

2、零可以作為無窮小量的唯一一個常量。

3、無窮小量與自變數的趨勢相關。

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4、若函式 在某 的空心鄰域內有界,則稱g為當 時的有界量。

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例如 ,都是當 時的無窮小量, 是當 時的無窮小量,而 為 時的有界量, 是當 時的有界量。特別的,任何無窮小量也必定是有界量。

5、有限個無窮小量之和仍是無窮小量。

6、有限個無窮小量之積仍是無窮小量。

7、有界函式與無窮小量之積為無窮小量。

8、特別地,常數和無窮小量的乘積也為無窮小量。

9、恆不為零的無窮小量的倒數為無窮大,無窮大的倒數為無窮小。

無窮大

無窮小量 無窮小量
無窮小量 無窮小量
無窮小量 無窮小量

當自變數x趨於x時,函式的絕對值無限增大,則稱 為當 時的無窮大。記作 。

同樣,無窮大不是一個具體的數字,而是一個無限發展的趨勢。

階的比較

前提條件

無窮小量是以0為極限的函式,而不同的無窮小量收斂於0的速度有快有慢。因此兩個無窮小量之間又分為高階無窮小 ,低階無窮小,同階無窮小,等價無窮小。

無窮小量 無窮小量
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首先規定 都為 時的無窮小, 在某 的空心鄰域恆不為0。

高低階無窮小量

無窮小量 無窮小量
無窮小量 無窮小量

,則稱當 時,f為g的高階無窮小量,或稱g為f的低階無窮小量。

無窮小量 無窮小量
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記做 ( )

無窮小量 無窮小量
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特別的,f為當 時的無窮小量記作 ( )。

同階無窮小量

無窮小量 無窮小量
無窮小量 無窮小量

當 (c≠0)時,ƒ和ɡ為 時的同階無窮小量。

當x→0時的同階無窮小量:

無窮小量 無窮小量
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無窮小量 無窮小量
無窮小量 無窮小量

等價無窮小量

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,則稱ƒ和ɡ是當 時的等價無窮小量,記做: ( )。

等價無窮小量套用最廣泛,常見的有:
當x→0時

無窮小量 無窮小量
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, , ( )

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