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すガウス記号です。

解析学関数の連続性極限ガウス記号
2025/7/28

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すガウス記号です。

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。
(1) f(0)f(0) が定義されている。
(2) limx0f(x)\lim_{x \to 0} f(x) が存在する。
(3) limx0f(x)=f(0)\lim_{x \to 0} f(x) = f(0) が成り立つ。
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) を調べます。
limx0f(x)=limx0[x3]\lim_{x \to 0} f(x) = \lim_{x \to 0} [x^3]
xx00 に近づくとき、x3x^300 に近づきます。
xx が正の方向から 00 に近づく場合、x3x^3 は正の小さな値を取り、[x3]=0[x^3] = 0 となります。
xx が負の方向から 00 に近づく場合、x3x^3 は負の小さな値を取り、[x3]=1[x^3] = -1 となります。
したがって、右極限と左極限はそれぞれ次のようになります。
limx+0f(x)=limx+0[x3]=0\lim_{x \to +0} f(x) = \lim_{x \to +0} [x^3] = 0
limx0f(x)=limx0[x3]=1\lim_{x \to -0} f(x) = \lim_{x \to -0} [x^3] = -1
右極限と左極限が一致しないため、limx0f(x)\lim_{x \to 0} f(x) は存在しません。

3. 最終的な答え

limx0f(x)\lim_{x \to 0} f(x) が存在しないため、関数 f(x)=[x3]f(x) = [x^3]x=0x=0 で連続ではありません。
最終的な答え:連続ではない。

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