無窮小量

數學分析中的一個概念

無窮小量是數學分析中的一個概念,在經典的微積分或數學分析中,無窮小量通常它以函數、序列等形式出現。無窮小量即以數0為極限的變數,無限接近於0。確切地說,當自變數x無限接近x0(或x的絕對值無限增大)時,函數值f(x)與0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。特別要指出的是,切不可把很小的數與無窮小量混為一談。

概念定義


無窮小是極限為零的函數。如是自變數,因變數極限為零的函數。此時f(x)就是的無窮小。
無窮大是指絕對值大於任何數的函數,因此負無窮不是無窮小,而是無窮大。
設f在某x0的空心鄰域有定義。
對於任給的正數ε(無論它多麼小),總存在正數(或正數)使得不等式(或)的一切對應的函數值都滿足不等式,則稱函數為當(或)時的無窮小量。記做:(或)。

概念性質


1、無窮小量不是一個數,它是一個變數。
2、零可以作為無窮小量的唯一一個常量。
3、無窮小量與自變數的趨勢相關。
4、若函數在某的空心鄰域內有界,則稱g為當時的有界量。
例如,都是當時的無窮小量,是當時的無窮小量,而為時的有界量,是當時的有界量。特別的,任何無窮小量也必定是有界量。
5、有限個無窮小量之和仍是無窮小量。
6、有限個無窮小量之積仍是無窮小量。
7、有界函數與無窮小量之積為無窮小量。
8、特別地,常數和無窮小量的乘積也為無窮小量。
9、恆不為零的無窮小量的倒數為無窮大,無窮大的倒數為無窮小。

無窮大定義


當自變數x趨於x0時,函數的絕對值無限增大,則稱為當時的無窮大。記作。
同樣,無窮大不是一個具體的數字,而是一個無限發展的趨勢。

階的比較


前提條件

無窮小量是以0為極限的函數,而不同的無窮小量收斂於0的速度有快有慢。因此兩個無窮小量之間又分為高階無窮小,低階無窮小,同階無窮小,等價無窮小
首先規定都為時的無窮小,在某的空心鄰域恆不為0。

高低階無窮小量

,則稱當時,f為g的高階無窮小量,或稱g為f的低階無窮小量。
記做()
特別的,f為當時的無窮小量記作()。

同階無窮小量

當(c≠0)時,ƒ和ɡ為時的同階無窮小量。
當x→0時的同階無窮小量:

等價無窮小量

,則稱ƒ和ɡ是當時的等價無窮小量,記做:()。
等價無窮小量應用最廣泛,常見的有:
當x→0時
,,()