与えられた極限 $\lim_{x \to 0} \frac{\log(1+x)}{x}$ を計算する問題です。ここで、$\log$ は自然対数を表します。

解析学極限ロピタルの定理自然対数微積分
2025/4/13

1. 問題の内容

与えられた極限
limx0log(1+x)x\lim_{x \to 0} \frac{\log(1+x)}{x}
を計算する問題です。ここで、log\log は自然対数を表します。

2. 解き方の手順

この極限は、x0x \to 0 のとき 00\frac{0}{0} の不定形になるため、ロピタルの定理を適用できます。ロピタルの定理は、limxaf(x)g(x)\lim_{x \to a} \frac{f(x)}{g(x)}00\frac{0}{0} または \frac{\infty}{\infty} の不定形の場合、limxaf(x)g(x)=limxaf(x)g(x)\lim_{x \to a} \frac{f(x)}{g(x)} = \lim_{x \to a} \frac{f'(x)}{g'(x)} が成り立つというものです。
この問題では、f(x)=log(1+x)f(x) = \log(1+x) かつ g(x)=xg(x) = x です。それぞれの導関数を計算すると、
f(x)=11+xf'(x) = \frac{1}{1+x}
g(x)=1g'(x) = 1
となります。したがって、ロピタルの定理を適用すると、
limx0log(1+x)x=limx011+x1=limx011+x\lim_{x \to 0} \frac{\log(1+x)}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{1}{1+x}}{1} = \lim_{x \to 0} \frac{1}{1+x}
x0x \to 0 のとき、1+x11+x \to 1 なので、
limx011+x=11+0=1\lim_{x \to 0} \frac{1}{1+x} = \frac{1}{1+0} = 1

3. 最終的な答え

limx0log(1+x)x=1\lim_{x \to 0} \frac{\log(1+x)}{x} = 1

「解析学」の関連問題

媒介変数 $t$ で表された曲線 $x = t^2 - 1$, $y = t + 1$ ($-2 \leq t \leq 2$)について、以下の問いに答えます。 (1) $\frac{dy}{dx}$...

媒介変数表示微分接線法線曲線
2025/4/14

媒介変数 $t$ を用いて、$x$ と $y$ の関係が $x=t^2-1$, $y=t+1$ ($-2 \le t \le 2$) と表されている。 (1) $dy/dx$ を求める。 (2) 媒介...

媒介変数表示微分接線法線曲線
2025/4/14

関数 $y = x^2 \sin(\frac{1}{x})$ の導関数 $y'$ を求めます。

導関数微分合成関数積の微分対数関数指数関数
2025/4/14

与えられた3つの関数について、それぞれの導関数 $y'$ を求める問題です。 (1) $y = x^2 \sin{\frac{1}{x}}$ (2) $y = \log_3{\sqrt{x^2 + 1...

導関数微分合成関数の微分積の微分
2025/4/14

関数 $f(a) = \int_{0}^{1} |x^2 - ax| dx$ の最小値を求めよ。

積分絶対値関数の最小値場合分け
2025/4/14

$\theta$ の範囲が $0 \le \theta \le \pi$ のとき、方程式 $\sin\theta + \cos\theta - \cos\theta = k$ の解の個数を $k$ の...

三角関数方程式解の個数sin関数
2025/4/14

関数 $y = \sqrt{(x+7)(3x-9)}$ を微分し、結果を1つにまとめる。有理化は不要です。

微分合成関数積の微分法関数
2025/4/14

関数 $y = \sqrt[8]{8x^7}$ を微分し、$ax^b$ の形で表す。ここで、$a$と$b$は定数である。

微分関数の微分べき乗根指数関数
2025/4/14

関数 $f(x) = x^3 + 3ax^2 - ax - 1$ がすべての実数の範囲で単調に増加するように、定数 $a$ の値の範囲を求める問題です。

微分単調増加導関数判別式不等式
2025/4/14

次の関数を微分します。 $y = \sqrt{\frac{1-4x}{1+3x}}$

微分合成関数の微分対数微分法
2025/4/14