関数 $f(x) = \sqrt{1-x}$ が $x \le 1$ で連続であることを示す問題です。

解析学連続性関数の連続性極限平方根
2025/7/30

1. 問題の内容

関数 f(x)=1xf(x) = \sqrt{1-x}x1x \le 1 で連続であることを示す問題です。

2. 解き方の手順

関数 f(x)f(x)x=ax=a で連続であるとは、

1. $f(a)$ が定義されている

2. $\lim_{x \to a} f(x)$ が存在する

3. $\lim_{x \to a} f(x) = f(a)$

が成り立つことをいいます。
x1x \le 1 の任意の aa に対して、f(a)=1af(a) = \sqrt{1-a} は定義されています。
次に、極限 limxaf(x)\lim_{x \to a} f(x) を考えます。
f(x)=1xf(x) = \sqrt{1-x} は連続関数なので、xax \to a のとき、f(x)f(a)f(x) \to f(a) が成り立ちます。
したがって、
\lim_{x \to a} f(x) = \lim_{x \to a} \sqrt{1-x} = \sqrt{1-a} = f(a)
が成り立ちます。
ただし、a=1a=1 の場合は、左からの極限のみを考えます。すなわち、
\lim_{x \to 1^-} f(x) = \lim_{x \to 1^-} \sqrt{1-x} = \sqrt{1-1} = 0 = f(1)
となります。
以上より、x1x \le 1 の任意の aa に対して、limxaf(x)=f(a)\lim_{x \to a} f(x) = f(a) が成り立つので、f(x)f(x)x1x \le 1 で連続です。

3. 最終的な答え

関数 f(x)=1xf(x) = \sqrt{1-x}x1x \le 1 で連続である。

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