与えられた曲線 $y = \frac{x}{\sqrt{x^2+1}}$ の漸近線を求める問題です。

解析学極限漸近線関数の解析
2025/6/18

1. 問題の内容

与えられた曲線 y=xx2+1y = \frac{x}{\sqrt{x^2+1}} の漸近線を求める問題です。

2. 解き方の手順

漸近線を求めるためには、 xx \to \inftyxx \to -\infty における yy の極限を計算します。
まず、xx \to \infty の場合を考えます。
x>0x>0 なので、x2=x\sqrt{x^2}=x
y=xx2+1=xx2(1+1x2)=xx1+1x2=xx1+1x2=11+1x2y = \frac{x}{\sqrt{x^2+1}} = \frac{x}{\sqrt{x^2(1+\frac{1}{x^2})}} = \frac{x}{|x|\sqrt{1+\frac{1}{x^2}}} = \frac{x}{x\sqrt{1+\frac{1}{x^2}}} = \frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x^2}}}
limx1x2=0\lim_{x \to \infty} \frac{1}{x^2} = 0 なので、
limx11+1x2=11+0=1\lim_{x \to \infty} \frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x^2}}} = \frac{1}{\sqrt{1+0}} = 1
次に、xx \to -\infty の場合を考えます。
x<0x<0 なので、x2=x\sqrt{x^2}=-x
y=xx2+1=xx2(1+1x2)=xx1+1x2=xx1+1x2=11+1x2y = \frac{x}{\sqrt{x^2+1}} = \frac{x}{\sqrt{x^2(1+\frac{1}{x^2})}} = \frac{x}{|x|\sqrt{1+\frac{1}{x^2}}} = \frac{x}{-x\sqrt{1+\frac{1}{x^2}}} = -\frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x^2}}}
limx1x2=0\lim_{x \to -\infty} \frac{1}{x^2} = 0 なので、
limx11+1x2=11+0=1\lim_{x \to -\infty} -\frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x^2}}} = -\frac{1}{\sqrt{1+0}} = -1
したがって、xx \to \infty のとき y1y \to 1xx \to -\infty のとき y1y \to -1 であるから、漸近線は y=1y=1y=1y=-1 です。

3. 最終的な答え

漸近線の方程式は y=1y = 1y=1y = -1 です。

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