問題は2つの極限を計算することです。 (1) $\lim_{t \to 0} \frac{\log(1+t)}{t}$ (2) $\lim_{h \to 0} \frac{e^h - 1}{h}$

解析学極限ロピタルの定理微分指数関数対数関数
2025/5/22

1. 問題の内容

問題は2つの極限を計算することです。
(1) limt0log(1+t)t\lim_{t \to 0} \frac{\log(1+t)}{t}
(2) limh0eh1h\lim_{h \to 0} \frac{e^h - 1}{h}

2. 解き方の手順

(1) の解き方:
y=1+ty = 1+t とおくと、t=y1t = y-1 であり、t0t \to 0 のとき y1y \to 1 となります。
したがって、
limt0log(1+t)t=limy1logyy1\lim_{t \to 0} \frac{\log(1+t)}{t} = \lim_{y \to 1} \frac{\log y}{y-1}
ここで、f(y)=logyf(y) = \log y とおくと、f(1)=log1=0f(1) = \log 1 = 0
したがって、
limy1logyy1=limy1f(y)f(1)y1=f(1)\lim_{y \to 1} \frac{\log y}{y-1} = \lim_{y \to 1} \frac{f(y) - f(1)}{y-1} = f'(1)
f(y)=logyf(y) = \log y より、f(y)=1yf'(y) = \frac{1}{y} なので、f(1)=11=1f'(1) = \frac{1}{1} = 1
よって、limt0log(1+t)t=1\lim_{t \to 0} \frac{\log(1+t)}{t} = 1
(2) の解き方:
f(h)=ehf(h) = e^h とおくと、f(0)=e0=1f(0) = e^0 = 1
したがって、
limh0eh1h=limh0f(h)f(0)h0=f(0)\lim_{h \to 0} \frac{e^h - 1}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{f(h) - f(0)}{h-0} = f'(0)
f(h)=ehf(h) = e^h より、f(h)=ehf'(h) = e^h なので、f(0)=e0=1f'(0) = e^0 = 1
よって、limh0eh1h=1\lim_{h \to 0} \frac{e^h - 1}{h} = 1

3. 最終的な答え

(1) limt0log(1+t)t=1\lim_{t \to 0} \frac{\log(1+t)}{t} = 1
(2) limh0eh1h=1\lim_{h \to 0} \frac{e^h - 1}{h} = 1

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