无穷小的深入理解

前些天,又看了看高等数学极限一节儿,心中疑惑很多。

ha?无穷小

究竟什么是无穷小....比如上面这种。

后来,理清了思路,逐渐发现,无穷小只是一个工具而已,它的本质上还是和泰勒公式的展开式有关。我们平时用它主要为了好算极限而已。

ha

这个咋来的呢,同济版高数上并没有明说,emmm,于是我用计算绘了个图,试图找出不能说的秘密。

原图
原图放大了一点点

emmm,主要用小矩形数量足够多,那么total area of rects 就会更精确,不清楚这个的可以看看微元法。

当我用无数个小矩形的面积来表示,这个函数所围成的面积时,其中的小矩形面积就会趋于非常小(无穷小),但是还是不为零

由此可推出:无数个无穷小量的和不一定是无穷小,

无穷小量是表示一种趋势,趋于0的一个东西,那么就有快慢大小程度之分啦。

所以,比较无穷小时,一般不会用加减乘,这个真的看不出来无穷小变化的快慢,由此引导出高阶无穷小,等价无穷小之类的概念。

那么最关键的问题是,哪儿来的那些等价无穷小呢,emm,一般的似乎说,可以证明的,那么

ha,e

这个又该怎么证明呢。

所以,学的还不够嘛。看看泰勒展开式。泰勒公式是一个用函数在某点的信息描述其附近取值的公式,也就是说可以吧无理函数变为有理函数的形式。


泰勒展开式


展开式

O(x^3) 所以这时候的用等价无穷小减法的确是不行的嘛。

从这个式子也可以看出,等价无穷小,当分子分母次数,即同阶时,是可以相加减的。因为最终计算结果是对的<(^-^)>。

这种

现在再看看这个百度的定义,是不是理解更深了。

无穷小量是数学分析中的一个概念,在经典的微积分或数学分析中,无穷小量通常以函数、序列等形式出现。 [1] 无穷小量即以数0为极限的变量,无限接近于0。

总结:

等价无穷小是个计算极限的好工具,它是泰勒展开式的最简形式,当式子,分子分母为同阶时,是可以替代的;

如果不怎么确定极限,可以用泰勒展开式来试试的。

code:https://github.com/Jiangjao/python_learn_demo/blob/master/%E5%BE%AE%E7%A7%AF%E5%88%86

部分图片来源:百度

其他参考:简书,知乎,wiki-无穷小,同济版高数二

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