関数 $f(x)$ が $x=0$ で連続となるように、定数 $a$ の値を求める問題です。関数 $f(x)$ は次のように定義されています。 $f(x) = \begin{cases} \frac{x^2 + x}{x} & (x \neq 0) \\ a & (x = 0) \end{cases}$

解析学極限連続性関数
2025/6/22

1. 問題の内容

関数 f(x)f(x)x=0x=0 で連続となるように、定数 aa の値を求める問題です。関数 f(x)f(x) は次のように定義されています。
$f(x) = \begin{cases}
\frac{x^2 + x}{x} & (x \neq 0) \\
a & (x = 0)
\end{cases}$

2. 解き方の手順

関数 f(x)f(x)x=0x=0 で連続であるためには、次の条件が成り立つ必要があります。
limx0f(x)=f(0)\lim_{x \to 0} f(x) = f(0)
まず、x0x \neq 0 のときの f(x)f(x) の極限を計算します。
limx0f(x)=limx0x2+xx=limx0x(x+1)x\lim_{x \to 0} f(x) = \lim_{x \to 0} \frac{x^2 + x}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{x(x + 1)}{x}
x0x \neq 0 なので、xx で約分できます。
limx0(x+1)=0+1=1\lim_{x \to 0} (x + 1) = 0 + 1 = 1
したがって、
limx0f(x)=1\lim_{x \to 0} f(x) = 1
次に、f(0)f(0) の値を考えます。問題文より、f(0)=af(0) = a です。
連続であるためには、limx0f(x)=f(0)\lim_{x \to 0} f(x) = f(0) でなければならないので、
1=a1 = a

3. 最終的な答え

a=1a = 1

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