题目
若当x→0时sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]与xn是同阶无穷小,则n为()A. 1B. 2C. 3D. 4
若当x→0时sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]与xn是同阶无穷小,则n为()
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
题目解答
答案
A. 1
解析
步骤 1:利用泰勒展开式
首先,我们需要利用泰勒展开式来近似sin[ln(1+x)]和sin[ln(1-x)]。当x→0时,ln(1+x)和ln(1-x)都可以用泰勒展开式来近似。对于ln(1+x),其泰勒展开式为:
\[ \ln(1+x) = x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} + \cdots \]
对于ln(1-x),其泰勒展开式为:
\[ \ln(1-x) = -x - \frac{x^2}{2} - \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} - \cdots \]
步骤 2:近似sin[ln(1+x)]和sin[ln(1-x)]
接下来,我们利用sin函数的泰勒展开式来近似sin[ln(1+x)]和sin[ln(1-x)]。sin函数的泰勒展开式为:
\[ \sin(x) = x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} - \cdots \]
将ln(1+x)和ln(1-x)的泰勒展开式代入sin函数的泰勒展开式中,我们得到:
\[ \sin[\ln(1+x)] = \ln(1+x) - \frac{[\ln(1+x)]^3}{3!} + \cdots \]
\[ \sin[\ln(1-x)] = \ln(1-x) - \frac{[\ln(1-x)]^3}{3!} + \cdots \]
步骤 3:计算sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]
将上述结果代入sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]中,我们得到:
\[ \sin[\ln(1+x)] - \sin[\ln(1-x)] = \ln(1+x) - \ln(1-x) - \frac{[\ln(1+x)]^3}{3!} + \frac{[\ln(1-x)]^3}{3!} + \cdots \]
\[ = 2x + \frac{2x^3}{3} + \cdots \]
步骤 4:确定n的值
根据题目要求,sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]与xn是同阶无穷小。从上述结果可以看出,sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]的最低阶项为2x,因此n=1。
首先,我们需要利用泰勒展开式来近似sin[ln(1+x)]和sin[ln(1-x)]。当x→0时,ln(1+x)和ln(1-x)都可以用泰勒展开式来近似。对于ln(1+x),其泰勒展开式为:
\[ \ln(1+x) = x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} + \cdots \]
对于ln(1-x),其泰勒展开式为:
\[ \ln(1-x) = -x - \frac{x^2}{2} - \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} - \cdots \]
步骤 2:近似sin[ln(1+x)]和sin[ln(1-x)]
接下来,我们利用sin函数的泰勒展开式来近似sin[ln(1+x)]和sin[ln(1-x)]。sin函数的泰勒展开式为:
\[ \sin(x) = x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} - \cdots \]
将ln(1+x)和ln(1-x)的泰勒展开式代入sin函数的泰勒展开式中,我们得到:
\[ \sin[\ln(1+x)] = \ln(1+x) - \frac{[\ln(1+x)]^3}{3!} + \cdots \]
\[ \sin[\ln(1-x)] = \ln(1-x) - \frac{[\ln(1-x)]^3}{3!} + \cdots \]
步骤 3:计算sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]
将上述结果代入sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]中,我们得到:
\[ \sin[\ln(1+x)] - \sin[\ln(1-x)] = \ln(1+x) - \ln(1-x) - \frac{[\ln(1+x)]^3}{3!} + \frac{[\ln(1-x)]^3}{3!} + \cdots \]
\[ = 2x + \frac{2x^3}{3} + \cdots \]
步骤 4:确定n的值
根据题目要求,sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]与xn是同阶无穷小。从上述结果可以看出,sin[ln(1+x)]-sin[ln(1-x)]的最低阶项为2x,因此n=1。