蔣 政,錢(qián)學(xué)明
(1.無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)部,江蘇 無(wú)錫214028;2.無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院,江蘇 無(wú)錫214028)
等價(jià)無(wú)窮小替換是極限運(yùn)算中簡(jiǎn)化函數(shù)的一種重要方法.適當(dāng)?shù)牡葍r(jià)無(wú)窮小替換可以使極限計(jì)算化繁為簡(jiǎn),事半功倍.因此,該方法廣泛應(yīng)用于各類(lèi)極限計(jì)算問(wèn)題,受到廣大師生的青睞.但是,在等價(jià)無(wú)窮小替換中,有一類(lèi)函數(shù)的等價(jià)無(wú)窮小鮮有討論,即變上限積分的等價(jià)無(wú)窮小.文獻(xiàn)[1]中首先提出了變上限積分的等價(jià)無(wú)窮小,但僅僅給出了一些特殊情形下的等價(jià)無(wú)窮小替換公式,并未從理論上詳加論證.文獻(xiàn)[2]給出了較文獻(xiàn)[1]一般的公式,并給予了簡(jiǎn)單的證明,但其中定理的論述有誤,且公式仍有其局限.
本文擬通過(guò)引入帶有Peano型余項(xiàng)的Taylor公式,來(lái)獲得一類(lèi)變上限積分等價(jià)無(wú)窮小的一般公式,并給予證明.其結(jié)果具有一般性,現(xiàn)有文獻(xiàn) [1-2]的結(jié)果,都可看作本文結(jié)果的特殊情形.最后,將舉例說(shuō)明本文提出公式的有效性.
α,β都是在同一自變量同一變化過(guò)程中的無(wú)窮小 (量),且α≠0.而lim表示的則是該變化過(guò)程的極限.
引理1[3]在自變量的同一變化過(guò)程中,α~β的充分必要條件是β=α+ο(α).
引理2[3]等價(jià)無(wú)窮小的等價(jià)替換定理:在自變量的同一變化過(guò)程中,α,α′,β,β′都是無(wú)窮小,且α~α′,β~β′,如果
以下,就來(lái)討論變上限積分的等價(jià)無(wú)窮小,并給出相關(guān)的一般性定理.
定理1 若函數(shù)f(t)在t=t0處n階可導(dǎo),則
的圖像,直觀、明了.因此,定理1的
結(jié)論在變上限積分的教學(xué)中具有重要的作用.
而在含有變上限積分的極限問(wèn)題中,通常會(huì)有其它一些約束條件.這些條件的引入,可以獲得以下結(jié)論.
進(jìn)一步,特殊地取φ(x)=x,則可得到以下定理4.
定理4 若函數(shù)f(t)在t=0處n階可導(dǎo),且f(0)=f′(0)=f″(0)= … =f(n-1)(0)=0,f(n)(0)≠0,則當(dāng)x→0時(shí)有
于是,可得以下結(jié)論[3].當(dāng)x→0時(shí),
顯然,文獻(xiàn) [1]中的諸多結(jié)論,均可由本文定理4獲得.
上述定理在含變上限積分的極限問(wèn)題中,結(jié)合等價(jià)無(wú)窮小替換,可以極大地簡(jiǎn)化運(yùn)算.
[1] 于延榮.關(guān)于等價(jià)無(wú)窮小代換的若干結(jié)論 [J].工科教學(xué),2001,(04):100-102
[2] 楊爽.一類(lèi)變上限積分的等價(jià)無(wú)窮小量研究 [J].科技信息,2010,23(04):117
[3] 楊春玲,張傳芳.變上限積分的等價(jià)無(wú)窮小 [J].高等數(shù)學(xué)研究,2004,(06):43-44