関数 $f(x) = [x^3]$ が $x=0$ で連続かどうかを調べる問題です。ここで、$[x]$ は $x$ 以下の最大の整数を表します(ガウス記号)。

解析学関数の連続性極限ガウス記号
2025/7/22

1. 問題の内容

関数 f(x)=[x3]f(x) = [x^3]x=0x=0 で連続かどうかを調べる問題です。ここで、[x][x]xx 以下の最大の整数を表します(ガウス記号)。

2. 解き方の手順

関数 f(x)f(x)x=0x=0 で連続であるためには、以下の3つの条件を満たす必要があります。
* f(0)f(0) が定義されていること。
* limx0f(x)\lim_{x \to 0} f(x) が存在すること。
* limx0f(x)=f(0)\lim_{x \to 0} f(x) = f(0) が成り立つこと。
まず、f(0)f(0) を計算します。
f(0)=[03]=[0]=0f(0) = [0^3] = [0] = 0.
次に、limx0f(x)\lim_{x \to 0} f(x) が存在するかどうかを調べます。
limx0f(x)\lim_{x \to 0} f(x) を調べるために、左極限と右極限を計算します。
左極限: limx0f(x)=limx0[x3]\lim_{x \to 0^-} f(x) = \lim_{x \to 0^-} [x^3]
xx00 より小さい値から 00 に近づくとき、x3x^300 より小さい値から 00 に近づきます。したがって、x3<0x^3 < 0 となり、x3x^300 に近づくにつれて、[x3][x^3]1-1 に近づきます。
したがって、limx0[x3]=1\lim_{x \to 0^-} [x^3] = -1.
右極限: limx0+f(x)=limx0+[x3]\lim_{x \to 0^+} f(x) = \lim_{x \to 0^+} [x^3]
xx00 より大きい値から 00 に近づくとき、x3x^300 より大きい値から 00 に近づきます。したがって、x3>0x^3 > 0 となり、x3x^300 に近づくにつれて、[x3][x^3]00 に近づきます。
したがって、limx0+[x3]=0\lim_{x \to 0^+} [x^3] = 0.
左極限と右極限が異なるため、limx0f(x)\lim_{x \to 0} f(x) は存在しません。
limx0f(x)limx0+f(x)\lim_{x \to 0^-} f(x) \ne \lim_{x \to 0^+} f(x)
したがって、f(x)f(x)x=0x=0 で連続ではありません。

3. 最終的な答え

関数 f(x)=[x3]f(x) = [x^3]x=0x=0 で連続ではありません。

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