$\lim_{x \to \infty} x \sin \frac{1}{2x}$ を計算する問題です。

解析学極限三角関数置換不定形
2025/7/25

1. 問題の内容

limxxsin12x\lim_{x \to \infty} x \sin \frac{1}{2x} を計算する問題です。

2. 解き方の手順

t=12xt = \frac{1}{2x} と置換します。xx \to \infty のとき、t0t \to 0 となります。
また、x=12tx = \frac{1}{2t} となります。
与えられた極限は、次のように書き換えられます。
limxxsin12x=limt012tsint=12limt0sintt \lim_{x \to \infty} x \sin \frac{1}{2x} = \lim_{t \to 0} \frac{1}{2t} \sin t = \frac{1}{2} \lim_{t \to 0} \frac{\sin t}{t}
ここで、limt0sintt=1\lim_{t \to 0} \frac{\sin t}{t} = 1 であることを利用します。
したがって、
12limt0sintt=121=12 \frac{1}{2} \lim_{t \to 0} \frac{\sin t}{t} = \frac{1}{2} \cdot 1 = \frac{1}{2}

3. 最終的な答え

12\frac{1}{2}