$\lim_{x \to 0} \frac{\cos(x+\frac{\pi}{2})}{x}$ を計算する問題です。

解析学極限三角関数加法定理ロピタルの定理
2025/5/14

1. 問題の内容

limx0cos(x+π2)x\lim_{x \to 0} \frac{\cos(x+\frac{\pi}{2})}{x} を計算する問題です。

2. 解き方の手順

まず、cos(x+π2)\cos(x+\frac{\pi}{2}) を三角関数の加法定理を用いて展開します。
cos(x+π2)=cosxcosπ2sinxsinπ2\cos(x+\frac{\pi}{2}) = \cos x \cos \frac{\pi}{2} - \sin x \sin \frac{\pi}{2}
cosπ2=0\cos \frac{\pi}{2} = 0 であり、 sinπ2=1\sin \frac{\pi}{2} = 1 であるので、
cos(x+π2)=cosx0sinx1=sinx\cos(x+\frac{\pi}{2}) = \cos x \cdot 0 - \sin x \cdot 1 = -\sin x
したがって、
limx0cos(x+π2)x=limx0sinxx\lim_{x \to 0} \frac{\cos(x+\frac{\pi}{2})}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{-\sin x}{x}
ここで、limx0sinxx=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 という既知の極限を利用します。
limx0sinxx=limx0sinxx=1\lim_{x \to 0} \frac{-\sin x}{x} = - \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = -1

3. 最終的な答え

-1

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