什么叫高阶无穷小(高阶无穷小和低阶无穷小通俗解释)
高阶无穷小,简单来说,就是在数学分析中,当我们考虑函数在某一点的极限行为时,那些随着变量趋于无穷或趋于某个特定值时,比主要无穷小项增长得慢的无穷小项,它们在求极限的过程中,对结果的影响微乎其微,可以忽略不计。
咱们来聊聊高阶无穷小和低阶无穷小的区别,想象一下,你手里有两个气球,一个气球(低阶无穷小)在不断地膨胀,但膨胀的速度比较慢;另一个气球(高阶无穷小)膨胀得更快,几乎在瞬间就变得巨大无比,在极限的世界里,我们更关心那个膨胀得更快的气球,因为它的变化对我们的计算影响更大。
举个例子,当我们分析函数 ( f(x) = x^2 sin(rac{1}{x}) ) 在 ( x ) 趋近于 0 时的行为,我们知道 ( sin(rac{1}{x}) ) 在 ( x ) 接近 0 时的极限是 0,而 ( x^2 ) 是一个比 ( sin(rac{1}{x}) ) 增长得慢的项,( x^2 ) 就是一个高阶无穷小,在这个例子中,尽管 ( x^2 ) 也在变化,但它的变化对我们计算极限的影响远小于 ( sin(rac{1}{x}) )。
再比如,考虑函数 ( g(x) = e^{-x} - 1 ),当 ( x ) 趋近于无穷大时,( e^{-x} ) 趋近于 0,而 ( -1 ) 相对于 ( e^{-x} ) 来说,是一个高阶无穷小,因为它的变化相对于 ( e^{-x} ) 来说几乎可以忽略不计。
高阶无穷小就像是那些在极限过程中,我们不太需要关注的小角色,它们的变化对我们最终的结果影响不大,而低阶无穷小,就像是那些在极限过程中,我们不能忽视的重要角色,它们的变化直接影响着我们的计算结果。