与えられた2つの極限値を求めます。 1つ目の極限は $\lim_{x \to 1} \frac{1}{x^3 - 1}$ です。 2つ目の極限は $\lim_{x \to \infty} \frac{\sin 3x}{x}$ です。

解析学極限関数発散挟みうちの原理
2025/5/30

1. 問題の内容

与えられた2つの極限値を求めます。
1つ目の極限は limx11x31\lim_{x \to 1} \frac{1}{x^3 - 1} です。
2つ目の極限は limxsin3xx\lim_{x \to \infty} \frac{\sin 3x}{x} です。

2. 解き方の手順

1つ目の極限 limx11x31\lim_{x \to 1} \frac{1}{x^3 - 1} について:
xx11 に近づくと、x3x^311 に近づき、x31x^3 - 100 に近づきます。
xx11 より大きい値から 11 に近づく場合、x31x^3 - 1 は正の値から 00 に近づくので、1x31\frac{1}{x^3 - 1} は正の無限大に発散します。
xx11 より小さい値から 11 に近づく場合、x31x^3 - 1 は負の値から 00 に近づくので、1x31\frac{1}{x^3 - 1} は負の無限大に発散します。
したがって、この極限は存在しません。
2つ目の極限 limxsin3xx\lim_{x \to \infty} \frac{\sin 3x}{x} について:
1sin3x1-1 \leq \sin 3x \leq 1 であることを利用します。
x>0x > 0 の場合、
1xsin3xx1x-\frac{1}{x} \leq \frac{\sin 3x}{x} \leq \frac{1}{x}
となります。
limx1x=0\lim_{x \to \infty} -\frac{1}{x} = 0 であり、limx1x=0\lim_{x \to \infty} \frac{1}{x} = 0 であるため、挟みうちの原理より、
limxsin3xx=0\lim_{x \to \infty} \frac{\sin 3x}{x} = 0
となります。

3. 最終的な答え

1つ目の極限 limx11x31\lim_{x \to 1} \frac{1}{x^3 - 1} は存在しません。
2つ目の極限 limxsin3xx\lim_{x \to \infty} \frac{\sin 3x}{x}00 です。

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