関数 $f(x)$ が与えられており、$x=2$ で連続となるように定数 $a$ の値を定める問題です。関数 $f(x)$ は次のように定義されています。 $ f(x) = \begin{cases} \frac{x^2 - 4}{x - 2} & (x \neq 2) \\ a & (x = 2) \end{cases} $

解析学関数の連続性極限関数
2025/4/13

1. 問題の内容

関数 f(x)f(x) が与えられており、x=2x=2 で連続となるように定数 aa の値を定める問題です。関数 f(x)f(x) は次のように定義されています。
f(x) =
\begin{cases}
\frac{x^2 - 4}{x - 2} & (x \neq 2) \\
a & (x = 2)
\end{cases}

2. 解き方の手順

関数 f(x)f(x)x=2x=2 で連続であるためには、以下の条件が成り立つ必要があります。
limx2f(x)=f(2)\lim_{x \to 2} f(x) = f(2)
まず、x2x \neq 2 のときの f(x)f(x) の極限を求めます。
x2x \neq 2 であるので、f(x)=x24x2f(x) = \frac{x^2 - 4}{x - 2} となります。
x24x2=(x+2)(x2)x2=x+2\frac{x^2 - 4}{x - 2} = \frac{(x+2)(x-2)}{x-2} = x+2
したがって、
limx2f(x)=limx2(x+2)=2+2=4\lim_{x \to 2} f(x) = \lim_{x \to 2} (x+2) = 2+2 = 4
次に、f(2)f(2) の値を考えます。問題文より、f(2)=af(2) = a です。
関数が x=2x=2 で連続であるためには、limx2f(x)=f(2)\lim_{x \to 2} f(x) = f(2) が成り立つ必要があります。
したがって、4=a4 = a となります。

3. 最終的な答え

a=4a = 4

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