極限 $\lim_{x \to -\infty} \log_{\frac{1}{2}}(2+\frac{1}{x})$ を求める問題です。

解析学極限対数関数
2025/5/12

1. 問題の内容

極限 limxlog12(2+1x)\lim_{x \to -\infty} \log_{\frac{1}{2}}(2+\frac{1}{x}) を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、xx \to -\infty のとき、1x\frac{1}{x} がどうなるかを考えます。
xx が負の方向に非常に大きな値になるので、1x\frac{1}{x}00 に近づきます。
したがって、1x0\frac{1}{x} \to 0 となります。
次に、2+1x2+\frac{1}{x} の極限を考えます。
limx(2+1x)=2+limx1x=2+0=2\lim_{x \to -\infty} (2+\frac{1}{x}) = 2 + \lim_{x \to -\infty} \frac{1}{x} = 2 + 0 = 2
最後に、対数の極限を考えます。
limxlog12(2+1x)=log12(limx(2+1x))=log12(2)\lim_{x \to -\infty} \log_{\frac{1}{2}}(2+\frac{1}{x}) = \log_{\frac{1}{2}} (\lim_{x \to -\infty} (2+\frac{1}{x})) = \log_{\frac{1}{2}}(2)
log12(2)\log_{\frac{1}{2}}(2) の値を計算します。
log12(2)=y\log_{\frac{1}{2}}(2) = y とすると、(12)y=2(\frac{1}{2})^y = 2
2y=212^{-y} = 2^1
y=1-y = 1
y=1y = -1
したがって、limxlog12(2+1x)=1\lim_{x \to -\infty} \log_{\frac{1}{2}}(2+\frac{1}{x}) = -1

3. 最終的な答え

-1

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