本例為2006年考研數學二、四試題中的一道考題。
【例】(2006數學二、四)
【分析】本題主要對帶參數無窮小的階的比較進行考查。涉及的知識點有:無窮小的比較方法,如洛必達法則,泰勒公式,等價無窮小替換等方法。可用多種方法解答。
【方法一】洛必達法則是解決這類問題常用的方法,但有時計算量稍大。
由題設可知,
由洛必達法則,有
由上式極限分母極限為0可推得,
再次應用洛必達法則,
故,
即
則
由(1)(2)(3),得,
【方法二】利用泰勒公式法求解此類問題是非常有效的方法,尤其是涉及的函數為簡單的初等函數(基本初等函數)時。
根據泰勒公式,
代入到題設等式中,得,
整理並比較兩端係數,得
解得,
【方法三】泰勒公式法
為了更好應用泰勒公式法(或其他方法),可對題設等式變形。
題設等式可變形為
由泰勒公式
代入,
比較係數,得,
【總結】(1)無窮小的階的比較,是考研高頻考點,常用方法有:泰勒公式,洛必達法則,無窮小等價,以及分類討論;
(2)不論是極限運算、求導求積運算,運算之前化簡,變形會帶來簡便。本題變形後,利用洛必達法則進行計算,計算量也明顯變小。