$\lim_{x \to +0} x - 3 \log x$ を計算する問題です。

解析学極限対数関数発散
2025/7/24

1. 問題の内容

limx+0x3logx\lim_{x \to +0} x - 3 \log x を計算する問題です。

2. 解き方の手順

x+0x \to +0 のとき、x0x \to 0 であり、logx\log x \to -\infty となります。
したがって、x3logxx - 3 \log x03()=0 - 3 (-\infty) = \infty に発散することが予想されます。
厳密に証明するために、以下のように変形します。
limx+0x3logx=limx+03(logxx3)\lim_{x \to +0} x - 3 \log x = \lim_{x \to +0} -3 (\log x - \frac{x}{3})
x+0x \to +0 のとき、logx\log x \to -\infty であり、x30\frac{x}{3} \to 0 であるため、logx\log x の方が x3\frac{x}{3} よりも非常に大きいので、logxx3\log x - \frac{x}{3} \to -\infty となります。
したがって、
limx+03(logxx3)=3()=+\lim_{x \to +0} -3 (\log x - \frac{x}{3}) = -3 \cdot (-\infty) = +\infty

3. 最終的な答え

\infty