解決済み

マーカー部分の式変形がわかりません💦

微分係数の利用です

ベストアンサー

ベストアンサー

(1)

limx0ex1x=limx0exe0x=1\lim_{x \to 0} \dfrac{ e^x - 1 }{x}=\lim_{x \to 0} \dfrac{ e^x - e^0 }{x}=1

これはx0=1x^0=1であることを使っていますx0(x\neq 0)

で、一つ目の式は前に示したように1であるのは自明です。

(参考:https://manabitimes.jp/qa/1940


(2)

limxasinxsinaxa=limxa2cos(a+x2)sin(xa2)xa=limxacos(a+x2)sin(xa2)xa2=cosa\lim_{x \to a} \dfrac{\sin x-\sin a}{x-a}=\lim_{x \to a} \dfrac{2\cos (\frac{a+x}{2})\sin(\frac{x-a}{2})}{x-a}=\lim_{x \to a} \cos (\frac{a+x}{2})\dfrac{\sin(\frac{x-a}{2})}{\frac{x-a}{2}}=\cos a

まず、最初の式変形では和積公式を使って変形し、

次に、部分的にlimx0sinxx=1\lim_{x \to 0} \dfrac{\sin x}{x}=1の形を目指しています。ただし形が違うように見えますが、関数の変数が0に近づくという点は変わりません。

あとは、本能どおりに。


(3)

limx0log(x+1)x=limx0log(x+1)log(0+1)x0=limx01xlog(1+x)=limx0log(1+x)1x=loge=1\lim_{x \to 0} \dfrac{\log (x+1)}{x}=\lim_{x \to 0} \dfrac{\log (x+1)-\log (0+1)}{x-0}=\lim_{x \to 0} \dfrac{1}{x} \log (1+x)=\lim_{x \to 0} \log (1+x)^\frac{1}{x}=\log e=1

まずlog1=0\log 1=0であるため二つ目の式は成り立つ。

二つ目の式から1を導き出すのは遠回りなので三つ目以降はい一つ目から変形している。最後のloge=1\log e=1は定義より自明。


limx0tanxx=limx0tanxtan0x0=limx0sinxx1cosx=1\lim_{x \to 0} \dfrac{\tan x}{x}=\lim_{x \to 0} \dfrac{\tan x-\tan 0}{x-0}=\lim_{x \to 0} \dfrac{\sin x}{x}\dfrac{1}{\cos x}=1

まずtan0=1\tan 0=1より二つ目の式は成り立つ。

ひとつ前と同様に1から3以降を導いている。

残りは当たり前であると思うので省略。(limx0sinxx=1\lim_{x \to 0} \dfrac{\sin x}{x}=1の形)

返信(1件)

二回目の回答ありがとうございます😭

質問者からのお礼コメント

質問者からのお礼コメント

とてもよく理解できました👏

そのほかの回答(1件)

慣れるまでは以下の方法でやることをオススメします。

[1]適当な関数をf(x)f(x)とおく。

[2]与えられた式と以下の微分係数の式を見比べて定数AAを定める。

lim xAf(x)f(A) xA=f(A) \lim_{\ x \to A} \dfrac{ f(x) - f(A) }{\ x-A}=f'(A)

(1)

[1]f(x)=exf(x)=e^xとおきます。

[2]x0x→0なのでA=0A=0と予想します。実際に上の微分係数の式に代入すると、

lim x0f(x)f(0) x0=f(0) \lim_{\ x \to 0} \dfrac{ f(x) - f(0) }{\ x-0}=f'(0)

lim x0exe0 x0=e0 \lim_{\ x \to 0} \dfrac{ e^x - e^0 }{\ x-0}=e^0

e0=1e^0=1なので、

lim x0ex1 x=1 \lim_{\ x \to 0} \dfrac{ e^x - 1 }{\ x}=1…①

となります。

(2)

[1]f(x)=sinxf(x)=\sin xとおきます。

[2]xax→aなのでA=aA=aと予想します。

上の微分係数の式に代入すると、

lim xaf(x)f(a) xa=f(a) \lim_{\ x \to a} \dfrac{ f(x) - f(a) }{\ x-a}=f'(a)

よって、

lim xasinxsina xa=(sina)=cosa \lim_{\ x \to a} \dfrac{ \sin x - \sin a}{\ x-a}=(\sin a)'=\cos a…②となります。

(3)は(1)(2)とほぼ同様です。

本来は①や②の左辺からその上の式に変形して(逆をたどって)求めるのが普通ですので、この方法はあくまで微分係数の式に慣れるための手段と考えてください。

返信(1件)

ありがとうございます😭

関連する質問

もっとみる