与えられた問題は、極限 $\lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos 2x}{x^2}$ を計算することです。

解析学極限三角関数倍角の公式ロピタルの定理
2025/4/25

1. 問題の内容

与えられた問題は、極限 limx01cos2xx2\lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos 2x}{x^2} を計算することです。

2. 解き方の手順

ステップ1:倍角の公式 cos2x=12sin2x\cos 2x = 1 - 2\sin^2 x を使って式を変形します。
limx01(12sin2x)x2=limx02sin2xx2\lim_{x \to 0} \frac{1 - (1 - 2\sin^2 x)}{x^2} = \lim_{x \to 0} \frac{2\sin^2 x}{x^2}
ステップ2:極限の性質を使って、定数項を前に出します。
2limx0sin2xx2=2limx0(sinxx)22 \lim_{x \to 0} \frac{\sin^2 x}{x^2} = 2 \lim_{x \to 0} (\frac{\sin x}{x})^2
ステップ3:limx0sinxx=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 を利用します。
2(limx0sinxx)2=2(1)2=22 \cdot (\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x})^2 = 2 \cdot (1)^2 = 2

3. 最終的な答え

最終的な答えは 2 です。

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