与えられた極限の式を評価する問題です。 $$ \lim_{x \to 0} \frac{e^{2x} - 1}{x} = \lim_{t \to 0} \frac{e^t - 1}{t/2} = 2 \cdot \lim_{t \to 0} \frac{e^t - 1}{t} = ? $$ ここで、$t = 2x$ と置いています。

解析学極限指数関数置換積分
2025/5/13

1. 問題の内容

与えられた極限の式を評価する問題です。
\lim_{x \to 0} \frac{e^{2x} - 1}{x} = \lim_{t \to 0} \frac{e^t - 1}{t/2} = 2 \cdot \lim_{t \to 0} \frac{e^t - 1}{t} = ?
ここで、t=2xt = 2x と置いています。

2. 解き方の手順

まず、t=2xt=2x と置換することで、最初の極限をttに関する極限に書き換えます。x0x \to 0 のとき、t=2x0t=2x \to 0 なので、
\lim_{x \to 0} \frac{e^{2x} - 1}{x} = \lim_{t \to 0} \frac{e^t - 1}{t/2}
となります。
次に、分母の1/21/2を外に出すと、
\lim_{t \to 0} \frac{e^t - 1}{t/2} = 2 \cdot \lim_{t \to 0} \frac{e^t - 1}{t}
となります。
ここで、基本的な極限の公式 limt0et1t=1\lim_{t \to 0} \frac{e^t - 1}{t} = 1 を用いると、
2 \cdot \lim_{t \to 0} \frac{e^t - 1}{t} = 2 \cdot 1 = 2
となります。

3. 最終的な答え

2

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