ロピタルの定理は、不定形(例えば、$\frac{0}{0}$や$\frac{\infty}{\infty}$)の極限を求めるための強力なツールです。
2025/4/15
画像に写っているのは「ロピタルの定理」という言葉です。しかし、具体的な数学の問題は与えられていないため、ロピタルの定理の説明とその使い方を説明します。
1. 問題の内容
ロピタルの定理は、不定形(例えば、や)の極限を求めるための強力なツールです。
2. 解き方の手順
ロピタルの定理は次のように述べられます。関数 と が微分可能であり、ある点 の近くで が成り立つとします。もし かつ (または かつ )ならば、
が成り立ちます。ここで、 と はそれぞれ と の導関数です。
ロピタルの定理を使う際の手順は以下の通りです。
1. 極限を求める関数 $\frac{f(x)}{g(x)}$ を確認し、$x$ が $a$ に近づくときの $f(x)$ と $g(x)$ の極限を求めます。
2. もし $\lim_{x \to a} f(x) = 0$ かつ $\lim_{x \to a} g(x) = 0$、または $\lim_{x \to a} f(x) = \pm \infty$ かつ $\lim_{x \to a} g(x) = \pm \infty$ であれば、ロピタルの定理が適用できます。
3. $f(x)$ と $g(x)$ をそれぞれ微分し、$f'(x)$ と $g'(x)$ を求めます。
4. $\lim_{x \to a} \frac{f'(x)}{g'(x)}$ を計算します。もしこの極限が存在すれば、それが $\lim_{x \to a} \frac{f(x)}{g(x)}$ の値となります。もし不定形が再び現れた場合は、再度ロピタルの定理を適用することを検討します。
例: をロピタルの定理を使って求めます。
1. $f(x) = \sin x$、$g(x) = x$ です。$\lim_{x \to 0} \sin x = 0$ かつ $\lim_{x \to 0} x = 0$ なので、$\frac{0}{0}$の不定形です。
2. $f'(x) = \cos x$、$g'(x) = 1$ です。
3. $\lim_{x \to 0} \frac{\cos x}{1} = \frac{\cos 0}{1} = \frac{1}{1} = 1$
3. 最終的な答え
この例の場合、 となります。
与えられた画像には具体的な問題がないため、ロピタルの定理の一般的な説明と使用例を示しました。