与えられた4つの極限を計算する問題です。 (1) $\lim_{x \to +0} \frac{|x|}{x}$ (2) $\lim_{x \to -0} \frac{|x|}{x}$ (3) $\lim_{x \to 1+0} \frac{x^2 - 1}{|x-1|}$ (4) $\lim_{x \to 1-0} \frac{x^2 - 1}{|x-1|}$

解析学極限絶対値関数の極限
2025/5/17

1. 問題の内容

与えられた4つの極限を計算する問題です。
(1) limx+0xx\lim_{x \to +0} \frac{|x|}{x}
(2) limx0xx\lim_{x \to -0} \frac{|x|}{x}
(3) limx1+0x21x1\lim_{x \to 1+0} \frac{x^2 - 1}{|x-1|}
(4) limx10x21x1\lim_{x \to 1-0} \frac{x^2 - 1}{|x-1|}

2. 解き方の手順

(1) x+0x \to +0 なので、x>0x > 0 である。したがって、x=x|x| = x となる。
limx+0xx=limx+0xx=limx+01=1\lim_{x \to +0} \frac{|x|}{x} = \lim_{x \to +0} \frac{x}{x} = \lim_{x \to +0} 1 = 1
(2) x0x \to -0 なので、x<0x < 0 である。したがって、x=x|x| = -x となる。
limx0xx=limx0xx=limx01=1\lim_{x \to -0} \frac{|x|}{x} = \lim_{x \to -0} \frac{-x}{x} = \lim_{x \to -0} -1 = -1
(3) x1+0x \to 1+0 なので、x>1x > 1 である。したがって、x1>0x-1 > 0 なので、x1=x1|x-1| = x-1 となる。
limx1+0x21x1=limx1+0(x1)(x+1)x1=limx1+0(x+1)=1+1=2\lim_{x \to 1+0} \frac{x^2 - 1}{|x-1|} = \lim_{x \to 1+0} \frac{(x-1)(x+1)}{x-1} = \lim_{x \to 1+0} (x+1) = 1+1 = 2
(4) x10x \to 1-0 なので、x<1x < 1 である。したがって、x1<0x-1 < 0 なので、x1=(x1)|x-1| = -(x-1) となる。
limx10x21x1=limx10(x1)(x+1)(x1)=limx10(x+1)=(1+1)=2\lim_{x \to 1-0} \frac{x^2 - 1}{|x-1|} = \lim_{x \to 1-0} \frac{(x-1)(x+1)}{-(x-1)} = \lim_{x \to 1-0} -(x+1) = -(1+1) = -2

3. 最終的な答え

(1) 1
(2) -1
(3) 2
(4) -2

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