次の極限を求める問題です。 (1) $\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{2x}$ (2) $\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{x}$ (4) $\lim_{x \to 0} \frac{x}{\cos x}$ (5) $\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{\sin 2x}$ (7) $\lim_{x \to 0} \frac{\sin x^2}{x}$ (8) $\lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos x}{\sin x}$

解析学極限三角関数不定形
2025/5/20

1. 問題の内容

次の極限を求める問題です。
(1) limx0sinx2x\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{2x}
(2) limx0sin3xx\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{x}
(4) limx0xcosx\lim_{x \to 0} \frac{x}{\cos x}
(5) limx0sin3xsin2x\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{\sin 2x}
(7) limx0sinx2x\lim_{x \to 0} \frac{\sin x^2}{x}
(8) limx01cosxsinx\lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos x}{\sin x}

2. 解き方の手順

(1) limx0sinx2x=12limx0sinxx\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{2x} = \frac{1}{2} \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}
limx0sinxx=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 より、
limx0sinx2x=121=12\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{2x} = \frac{1}{2} \cdot 1 = \frac{1}{2}
(2) limx0sin3xx=limx0sin3x3x3\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{3x} \cdot 3
limx0sin3x3x=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{3x} = 1 より、
limx0sin3xx=13=3\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{x} = 1 \cdot 3 = 3
(4) limx0xcosx=0cos0=01=0\lim_{x \to 0} \frac{x}{\cos x} = \frac{0}{\cos 0} = \frac{0}{1} = 0
(5) limx0sin3xsin2x=limx0sin3xxsin2xx=limx0sin3x3x3sin2x2x2=1312=32\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{\sin 2x} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{\sin 3x}{x}}{\frac{\sin 2x}{x}} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{\sin 3x}{3x} \cdot 3}{\frac{\sin 2x}{2x} \cdot 2} = \frac{1 \cdot 3}{1 \cdot 2} = \frac{3}{2}
(7) limx0sinx2x=limx0sinx2x2x\lim_{x \to 0} \frac{\sin x^2}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{\sin x^2}{x^2} \cdot x
limx0sinx2x2=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin x^2}{x^2} = 1 より、
limx0sinx2x=10=0\lim_{x \to 0} \frac{\sin x^2}{x} = 1 \cdot 0 = 0
(8) limx01cosxsinx=limx0(1cosx)(1+cosx)sinx(1+cosx)=limx01cos2xsinx(1+cosx)=limx0sin2xsinx(1+cosx)=limx0sinx1+cosx\lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos x}{\sin x} = \lim_{x \to 0} \frac{(1 - \cos x)(1 + \cos x)}{\sin x (1 + \cos x)} = \lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos^2 x}{\sin x (1 + \cos x)} = \lim_{x \to 0} \frac{\sin^2 x}{\sin x (1 + \cos x)} = \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{1 + \cos x}
limx0sinx1+cosx=sin01+cos0=01+1=02=0\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{1 + \cos x} = \frac{\sin 0}{1 + \cos 0} = \frac{0}{1 + 1} = \frac{0}{2} = 0

3. 最終的な答え

(1) 12\frac{1}{2}
(2) 33
(4) 00
(5) 32\frac{3}{2}
(7) 00
(8) 00

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