与えられた問題は、関数 $\frac{1}{x^2 - 1}$ の、$x$ が $-1$ に正の方向から近づくときの極限を求める問題です。すなわち、 $$\lim_{x \to -1+0} \frac{1}{x^2 - 1}$$ を計算します。

解析学極限関数の極限分数関数
2025/7/20

1. 問題の内容

与えられた問題は、関数 1x21\frac{1}{x^2 - 1} の、xx1-1 に正の方向から近づくときの極限を求める問題です。すなわち、
limx1+01x21\lim_{x \to -1+0} \frac{1}{x^2 - 1}
を計算します。

2. 解き方の手順

まず、x21x^2 - 1 を因数分解します。
x21=(x1)(x+1)x^2 - 1 = (x - 1)(x + 1)
したがって、与えられた関数は、
1x21=1(x1)(x+1)\frac{1}{x^2 - 1} = \frac{1}{(x - 1)(x + 1)}
となります。
xx1-1 に正の方向から近づくとき、x1+0x \to -1+0 であるので、xx1-1 より少し大きい値を取ります。
例えば、x=0.9x = -0.9 などです。
このとき、x1x - 111=2-1 - 1 = -2 に近づき、x+1x + 1 は正の小さい値に近づきます (00 に近づく)。
つまり、x1<0x - 1 < 0 かつ x+1>0x + 1 > 0 です。
したがって、(x1)(x+1)(x - 1)(x + 1) は負の小さい値に近づきます (00 に近づく)。
よって、1(x1)(x+1)\frac{1}{(x - 1)(x + 1)} は負の無限大に発散します。
limx1+01x21=limx1+01(x1)(x+1)=\lim_{x \to -1+0} \frac{1}{x^2 - 1} = \lim_{x \to -1+0} \frac{1}{(x - 1)(x + 1)} = -\infty

3. 最終的な答え

-\infty

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