与えられた極限を計算する問題です。 $$\lim_{x \to \frac{\pi}{2}-0} \left( \frac{\pi}{2} - x \right) \tan x$$

解析学極限三角関数置換cotangentlim
2025/6/11

1. 問題の内容

与えられた極限を計算する問題です。
limxπ20(π2x)tanx\lim_{x \to \frac{\pi}{2}-0} \left( \frac{\pi}{2} - x \right) \tan x

2. 解き方の手順

まず、π2x=t\frac{\pi}{2} - x = t と置換します。すると、xπ20x \to \frac{\pi}{2} - 0 のとき、t+0t \to +0となります。
また、x=π2tx = \frac{\pi}{2} - t となります。したがって、極限は以下のようになります。
limt+0ttan(π2t)\lim_{t \to +0} t \tan \left( \frac{\pi}{2} - t \right)
三角関数の性質より、tan(π2t)=cott=1tant\tan \left( \frac{\pi}{2} - t \right) = \cot t = \frac{1}{\tan t} が成り立ちます。
したがって、極限は以下のようになります。
limt+0tcott=limt+0ttant\lim_{t \to +0} t \cot t = \lim_{t \to +0} \frac{t}{\tan t}
ここで、limt0tantt=1\lim_{t \to 0} \frac{\tan t}{t} = 1 であることを利用すると、
limt+0ttant=1limt+0tantt=11=1\lim_{t \to +0} \frac{t}{\tan t} = \frac{1}{\lim_{t \to +0} \frac{\tan t}{t}} = \frac{1}{1} = 1

3. 最終的な答え

最終的な答えは 1 です。

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