基于一道考研题的一点结论及其应用

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  【摘要】本文从一道考研题的常规解法中总结出一个一般性的结论,通过应用实践发现,该结论用起来极为便利.
  【关键词】考研数学;极限题;一题多解
  引 言
  2020年全国硕士研究生入学考试数学(一)选择题第(1)题内容陈述如下:
  (*)当x→0 时,下列无穷小量中,阶最高的是( ).
  A.∫x0(et2-1)dt
  B.∫x0ln(1 t3)dt
  C.∫sin x0sin t2dt
  D.∫1-cos x0sin 3tdt
  纵观近十年的考研数学题,每年都会涉及等价无穷小量知识点的考查.在众多的考研复习资料中,早已出现了变积分限的无穷小量的问题,但这类题还是第一次出现在考研数学题中.因学生在备考过程中见到了很多变积分限的无穷小量问题,故绝大部分考生对此题的初步感觉是比较容易的.但解答过程中涉及极其烦多的计算,要正确解答问题(*)也并非易事.在笔者看来,问题(*)很好地预示着未来考研数学的命题方向.本文拟先给出问题(*)的常规解答,再给出问题(*)的一个简便解答,最后根据解题过程,给出一个一般性的结论.通过实际应用发现,本文给出的结论极其好用.
  一、解答问题(*)
  解 直接计算,得
  limx→0 ∫x0(et2-1)dtx3[ZK(]=limx→0 ex2-13x2=13,limx→0 ∫x0ln(1 t3)dtx52=limx→0 ln(1 x3)52x32=25,[ZK)]
  limx→0 ∫sin x0sin t2dtx3=limx→0 cos xsin(sin 2x)3x2=13,limx→0 ∫1-cos x0sin 3tdtx5[ZK(]=limx→0 sin xsin 3(1-cos x)5x4=220,[ZK)]
  综上,当x→0 时,∫1-cos x0sin 3tdt与x5是同阶无穷小量,故它是阶最高的无穷小量.
  问题(*)的常规解法的困难之处在于先要猜测出无穷小的阶,再验证猜测是正确的.接下来,我们给出一个简便解答.
  当x→0 时,∫x0(et2-1)dt与∫x0t2dt=13x3同阶,∫x0ln(1 t3)dt与∫x0t3dt=25x52同阶,∫sin x0sin t2dt与∫x0t2dt=13x3同阶,∫1-cos x0sin 3tdt与∫x20t32dt=25x5同阶.简便解答与常规解答的区别是,前者放弃了精确算出无穷小的系数.
  二、结论及应用
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