与えられた極限を計算します。 $$\lim_{x \to 0} \frac{\sin 2x}{\sin 5x}$$

解析学極限三角関数ロピタルの定理
2025/6/15
はい、承知いたしました。問題を解いて回答を作成します。

1. 問題の内容

与えられた極限を計算します。
limx0sin2xsin5x\lim_{x \to 0} \frac{\sin 2x}{\sin 5x}

2. 解き方の手順

limx0sinxx=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 を利用して、与えられた極限を計算します。
まず、分子と分母をそれぞれ xx で割ります。
limx0sin2xsin5x=limx0sin2xxsin5xx\lim_{x \to 0} \frac{\sin 2x}{\sin 5x} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{\sin 2x}{x}}{\frac{\sin 5x}{x}}
次に、分子と分母にそれぞれ適切な数をかけ、sinaxax\frac{\sin ax}{ax} の形を作ります。
limx0sin2xxsin5xx=limx0sin2x2x2sin5x5x5=limx0sin2x2xsin5x5x25\lim_{x \to 0} \frac{\frac{\sin 2x}{x}}{\frac{\sin 5x}{x}} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{\sin 2x}{2x} \cdot 2}{\frac{\sin 5x}{5x} \cdot 5} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{\sin 2x}{2x}}{\frac{\sin 5x}{5x}} \cdot \frac{2}{5}
x0x \to 0 のとき、2x02x \to 0 および 5x05x \to 0 であるため、limx0sin2x2x=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin 2x}{2x} = 1 および limx0sin5x5x=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin 5x}{5x} = 1 が成り立ちます。したがって、
limx0sin2x2xsin5x5x25=1125=25\lim_{x \to 0} \frac{\frac{\sin 2x}{2x}}{\frac{\sin 5x}{5x}} \cdot \frac{2}{5} = \frac{1}{1} \cdot \frac{2}{5} = \frac{2}{5}

3. 最終的な答え

limx0sin2xsin5x=25\lim_{x \to 0} \frac{\sin 2x}{\sin 5x} = \frac{2}{5}

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