無窮小量
如果,則稱f(X)是當x→0時的無窮小量,簡稱無窮小。
無窮小就是以數零為極限的變量。确切地說,當自變量x無限接近x0(或x的絕對值無限增大)時,函數值f(x)與零無限接近,即f(x)=0(或f(x)=0),則稱f(x)為當x→x0(或x→∞)時的無窮小量。例如,f(x)=(x-1)^2是當x→1時的無窮小量,f(1/n)=是當n→∞時的無窮小量,f(x)=sinx是當x→0時的無窮小量(注意:特别小的數和無窮小量不同)。
同階無窮小
如果limF(x)=0,limG(x)=0,且limF(x)/G(x)=c,并且c≠0,則稱F(x)和G(x)是同階無窮小。例如:計算極限:lim(1-cosx)/x^2在x→0時,得到值為1/2,則說在x→0時,(1-cosx)與x^2是同階無窮小。
例如,因為
所以,在x→3的過程中,x2-9與x-3是同階無窮小。意思是在x→3的過程中,(x2-9)→0與(x-3)→0的快慢一樣。
無窮小的比較
觀察無窮小比值的極限:
兩個無窮小比值極限的各種不同情況,反映了不同的無窮小趨于零的“快慢”程度。在x→0的過程中,x^2→0比3x→0“快些”,反過來3x→0比x^2→0“慢些”,而sinx→0與x→0“快慢相仿”。
為了應用上的需要,我們就無窮小之比的極限存在或為無窮大時,給出下面的比較定義。
定義,設α及β都是同一個自變量的變化過程中的無窮小。
如果,就說β是比α高階的無窮小,記為;
如果,就說β是比α低階的無窮小;
如果,就說β與α是同階無窮小;
如果,就說β是關于α的k階無窮小;
如果,就說β與α是等價無窮小,記為β~α。