解答题 24.[2015年] 设函数f(x)=x+a ln(1+x)+bx sinx,g(x)=kx3,若f(x)与g(x)在x→0时是等价无穷小,求a,b,k的值.
【正确答案】 考虑到g(x)=kx3为x的三阶无穷小,可将f(x)展为三阶无穷小,求其待定常数,即将ln(1+x)及sinx分别展为
ln(1+x)=x一+o(x3),即x—ln(1+x)一(x→0);
sinx=x-+0(x3), 即x—sinx~(x→0).
转化为求x→0时有理多项式的极限.
解一 将ln(1+x)及sinx的上述麦克劳林级数展开式代入f(x)得到
f(x)=x+a[x一+o(x3)]+bx[x一+o(x3)]
=x+ax一+a·o(x3)+bx2+b·o(x4)
=x+ax一+a·o(x3)+bx2
=(1+a)x+(b一)x2++o(x3).
=1,得到
1+a=0, b一=0.=1.
解之即得 a=—1.b=—.k=—
解二 也可直接利用下述等价无穷小:
x一ln(1+x)一(x→0)或ln(1+x)一x+(x→0),
x-sinx~(x-0)求之.为此将f(x)恒等变形为
f(x)一x+a[1n(1+x)一x+]-bx[x-sinx-x]

=1, l+a=0, b一=0.
即 a=一1.
【答案解析】