$\lim_{x \to +0} \sin x \log x$ の極限を求める問題です。

解析学極限ロピタルの定理三角関数対数関数
2025/8/4

1. 問題の内容

limx+0sinxlogx\lim_{x \to +0} \sin x \log x の極限を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、x+0x \to +0 のとき sinx0\sin x \to 0 であり、logx\log x \to -\infty となることに注意します。よって、0×()0 \times (-\infty) の不定形となります。
sinxlogx\sin x \log xlogx1sinx\frac{\log x}{\frac{1}{\sin x}} と変形すると、\frac{-\infty}{\infty} の形になるので、ロピタルの定理が使えます。
まず、sinx\sin xxx で近似すると、sinxx\sin x \approx x (x0x \to 0) なので、
limx+0sinxlogx=limx+0xlogx\lim_{x \to +0} \sin x \log x = \lim_{x \to +0} x \log x となります。
ここで、ロピタルの定理を使うために、
xlogx=logx1xx \log x = \frac{\log x}{\frac{1}{x}} と変形します。
limx+0logx1x\lim_{x \to +0} \frac{\log x}{\frac{1}{x}}\frac{-\infty}{\infty} の不定形なので、ロピタルの定理を使うと、
limx+0logx1x=limx+01x1x2=limx+01x(x2)=limx+0(x)=0\lim_{x \to +0} \frac{\log x}{\frac{1}{x}} = \lim_{x \to +0} \frac{\frac{1}{x}}{-\frac{1}{x^2}} = \lim_{x \to +0} \frac{1}{x} \cdot (-x^2) = \lim_{x \to +0} (-x) = 0
となります。

3. 最終的な答え

0

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