$\lim_{x \to +0} \log_{\frac{1}{3}} x$ を計算する問題です。

解析学極限対数関数関数の極限
2025/6/17

1. 問題の内容

limx+0log13x\lim_{x \to +0} \log_{\frac{1}{3}} x を計算する問題です。

2. 解き方の手順

まず、対数の底の変換公式を用いて、log13x\log_{\frac{1}{3}} x を自然対数で表します。底の変換公式は以下の通りです。
logax=logbxlogba\log_a x = \frac{\log_b x}{\log_b a}
この公式を適用すると、
log13x=logxlog13\log_{\frac{1}{3}} x = \frac{\log x}{\log \frac{1}{3}}
となります。
ここで、log13=log31=log3\log \frac{1}{3} = \log 3^{-1} = -\log 3 なので、
log13x=logxlog3=logxlog3\log_{\frac{1}{3}} x = \frac{\log x}{-\log 3} = -\frac{\log x}{\log 3}
となります。
したがって、与えられた極限は
limx+0log13x=limx+0logxlog3\lim_{x \to +0} \log_{\frac{1}{3}} x = \lim_{x \to +0} -\frac{\log x}{\log 3}
となります。
xx が正の方向から 0 に近づくとき、logx\log x-\infty に発散します。
つまり、limx+0logx=\lim_{x \to +0} \log x = -\infty です。
よって、
limx+0logxlog3=log3=log3=\lim_{x \to +0} -\frac{\log x}{\log 3} = -\frac{-\infty}{\log 3} = \frac{\infty}{\log 3} = \infty
となります。

3. 最終的な答え

\infty

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