$\lim_{x \to 0} \frac{\sin ax}{\sin bx}$ を計算する問題です。ただし、$b \ne 0$です。

解析学極限三角関数ロピタルの定理
2025/4/21

1. 問題の内容

limx0sinaxsinbx\lim_{x \to 0} \frac{\sin ax}{\sin bx} を計算する問題です。ただし、b0b \ne 0です。

2. 解き方の手順

limx0sinxx=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 という極限の公式を利用します。
まず、与えられた式を以下のように変形します。
limx0sinaxsinbx=limx0sinaxaxbxsinbxaxbx\lim_{x \to 0} \frac{\sin ax}{\sin bx} = \lim_{x \to 0} \frac{\sin ax}{ax} \cdot \frac{bx}{\sin bx} \cdot \frac{ax}{bx}
ここで、limx0sinaxax=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin ax}{ax} = 1 および limx0sinbxbx=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin bx}{bx} = 1 であるから、limx0bxsinbx=1\lim_{x \to 0} \frac{bx}{\sin bx} = 1 となります。
よって、
limx0sinaxsinbx=limx0sinaxaxlimx0bxsinbxlimx0axbx\lim_{x \to 0} \frac{\sin ax}{\sin bx} = \lim_{x \to 0} \frac{\sin ax}{ax} \cdot \lim_{x \to 0} \frac{bx}{\sin bx} \cdot \lim_{x \to 0} \frac{ax}{bx}
=11limx0ab= 1 \cdot 1 \cdot \lim_{x \to 0} \frac{a}{b}
=ab= \frac{a}{b}

3. 最終的な答え

ab\frac{a}{b}

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