- ベストアンサー
ロピタルの定理について
- みんなの回答 (5)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
No.3です。補足です。 lim x→a {f’(x)/g’(x)}の分母が0、分子が0以外の値をとる場合、 xをaに近づけていくと∞に発散していきます。 すなわち、lim x→a {f’(x)/g’(x)}が特定の値となりません。 それでも、lim x→a {f(x)/g(x)}の特定の値になることがあるので、「・・・存在すれば」という記述になるのです。 逆の記述で、lim x→a {f(x)/g(x)}では直接求められないけど、lim x→a {f’(x)/g’(x)}が存在すればlim x→a {f(x)/g(x)}=lim x→a {f’(x)/g’(x)}を使って値を求められるという定理です。
その他の回答 (4)
- alice_44
- ベストアンサー率44% (2109/4759)
No.1 さんの言うとおり。 「lim x→a {f’(x)/g’(x)}が存在すれば」と断ることで 何が言いたいのかは、 例えば、f(x)=sin(x), g(x)=x^2, a=0 の場合を 考えてみれば判る。
お礼
なるほど,ありがとうございます。
- アウストラロ ピテクス(@ngkdddjkk)
- ベストアンサー率21% (283/1290)
f’(x)/g’(x)を微分の定義に従って書き直すと、 {lim h→0 [f(x+h)-f(x)]/h}/{lim h→0 [g(x+h)-g(x)]/h} これの意味は図で表したとき、それぞれの接線の傾きとなります。 f(x)とg(x)の値がある値に収束する場合は、定義通りになります。 aが∞であったり、f(x)とg(x)が∞になる場合、必ずしも成り立つとは言えません(実際成り立たないものがある)。 これは、"∞という値にxやf(x)、g(x)の値が収束する訳ではない"ということがミソです。 lim x→aはxをあるaという値に収束させますが、lim x→∞はxを∞に収束させるわけではありません。 f(x)、g(x)もそうで、∞という値を取るわけではありません。 最初に戻りますが、"それぞれの関数の接線の傾き"が比として定義出来るならば、 元のf(x)/g(x)の極限として、それぞれの関数の接線の傾きを代用できるということになります。
お礼
とりあえず,ありがとうございます。ちょっと,よく考えてみます。まずは,考えてみます。解答,ありがとうございます。
- B-juggler
- ベストアンサー率30% (488/1596)
なんかこの頃、こういうの多くないですか? No.1さん。 いつもお世話になっております。m(_ _)m と、質問者さんには関係のない時候の挨拶 すみません。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%94%E3%82%BF%E3%83%AB%E3%81%AE%E5%AE%9A%E7%90%86 ここね。下のほうまでちゃんと読んでみて? そしたら、極限が存在する って言う意味は分かると思うから。 何でだろうね、教えないのかなぁ~ちゃんと。 (=^. .^=) m(_ _)m (=^. .^=)
関連するQ&A
- 極限の考え方<ロピタルの定理を使う>
ロピタルの定理を使う場合の極限の求め方(考え方)について教えください。 (1)lim[x→+∞](3x^2-x+1)/(x^2+5x+1) =lim[x→+∞](6x-1)/(2x+5) =lim[x→+∞]6/2=3 これは何故2回微分するのでしょうか? lim[x→+∞]これが、∞ではなく、0や1に変わると、やり方が違ってくるのでしょうか? (2)lim[x→0](e^x-1)/x =lim[x→0](e^x)/1=1 これは2段目で分母を微分しているのがわかりますが、分子も微分してe^xになったのでしょうか? そしてまた、何故最後に1になるのでしょうか? それと(1)の質問と重複しますが lim[x→0]これが、0ではなく、1や∞に変わると、やり方が違ってくるのでしょうか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ロピタルの定理を使って…
lim (1/4)x*e^(-4x) x→∞ の極限の求め方が分かりません。 ロピタルの定理を使えばいいというのを聞いたことがありますが、うまく行かないのです。 私が考えたのは (1/4)x*e^(-4x)=e^(-4x)/{4/x} という形に直してロピタルを使おうとしたのでが、分母分子をそれぞれ別個に微分して -4e^(-4x)/{-4/x^2} としてみましたが、やはりうまく行きそうにありません。 どなたか教えてください。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ロピタルの定理
大学1年生です。 手持ちの『理工系 微積分学』(荒井正治、学術図書出版)という教科書にロピタルの定理は次のようなものとあります。 lim(a,b)はlim_(a→b) "!="は"≠" "inf"は無限大 "+-"は+と-の複合 を表すとします。 1. (a,b]で定義された微分可能な関数 f(x),g(x) が次の仮定を満たすとする。 (i) g'(x)!=0 (ii) lim(x,a+0)f(x)=lim(x,a+0)g(x)=0 または (ii)' lim(x,a+0)f(x)=lim(x,a+0)g(x)=inf (iii) 次式の右辺の極限が存在するかまたは+-infに発散し、次の等式が成り立つ このとき、次式の左辺の極限が存在するかまたは+-infに発散し、次の等式が成り立つ。 lim(x,a+0)f(x)/g(x)=lim(x,a+0)f'(x)/g'(x) 2. (1.で区間が(a,inf)かつlim(x,inf)の場合) (ii)の場合の証明で f(a)=g(a)=0 と定義することにより fとgが[a,b]でも連続になるためコーシーの平均値の定理を満たすようになり…としていますが、 f(a)=g(a)=0 のような定義をしても一般的なのでしょうか。私にはそのようにならない関数を見つけられないのですが、本当に存在しないのでしょうか。 また、存在するとすれば、そのような関数の場合はどのように証明するのでしょうか。 質問が多いですが、よろしくお願いします。
- 締切済み
- 数学・算数
- ロピタルの定理
[定理] f(x),g(x)が開区間(a,b)で微分可能で、 lim_{x→a+0}f(x)=0、 lim_{x→a+0}g(x)=0、 g'(x)≠0 のとき、lim_{x→a+0}{f'(x)/g'(x)}が存在すれば、 lim_{x→a+0}{f(x)/g(x)}=lim_{x→a+0}{f'(x)/g'(x)} ________________________________ (proof) f(a),g(a)が定義されていて、f(a)=0,g(a)=0ならば、f(x),g(x)は[a,b)で連続である。 そういう場合は、新しくf(a)=0,g(a)=0と定義すれば、f(x),g(x)は[a,b)で連続となる。 こうしておいて、(a,b)のxをとれば、f(x),g(x)は[a,x)で連続、(a,x)で微分可能、かつ(a,x)でg'(x)≠0だから、コーシーの平均値の定理より、 f(x)/g(x) = {f(x)-f(a)}/{g(x)-g(a)} = f'(c)/g'(c) (a<c<b) のcが存在し、x→a+0 ならばcも c→a+0 となるから、 lim_{x→a+0}{f(x)/g(x)}=lim_{c→a+0}{f'(c)/g'(c)} lim_{x→a+0}{f'(x)/g'(x)}の存在は仮定から保証されているので、 lim_{c→a+0}{f'(c)/g'(c)}= lim_{x→a+0}{f'(x)/g'(x)} (q.e.d) このように、ある参考書に定理の証明があったのですが、この証明で、 "lim_{x→a+0}{f'(x)/g'(x)}が存在すれば" という仮定はなぜ必要なのでしょうか? 簡単なことかもしれませんが、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ロピタルの定理とは…
ロピタルの定理は (i) a∈I,∀x∈I\{a},g'(x)≠0 (ii)lim(x→a,f(x))=lim(x→a,g(x))=0 または lim(x→a,f(x))=lim(x→a,g(x))=∞ (iii)lim(x→a,f'(x)/g'(x))が収束 となるような開区間Iがとれる時、 lim(x→a,f(x)/g(x))=lim(x→a,f'(x)/g'(x)) と言ってもいいのでしょうか? それと x→∞でのバージョンは (i) ∀x∈(a,∞),g'(x)≠0 (ii)lim(x→∞,f(x))=lim(x→∞,g(x))=0 または lim(x→∞,f(x))=lim(x→∞,g(x))=∞ (iii)lim(x→∞,f'(x)/g'(x))が収束 となるような実数aがとれる時、 lim(x→∞,f(x)/g(x))=lim(x→a,f'(x)/g'(x)) で正しいでしょうか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ロピタルの定理の証明
2つの関数f(x)g(x)がx=aを含む区間で連続、x≠aの区間で微分可能で、g´(x)≠0、f(a)=f(b)=0とすると、この時αを一定の数として、 lim(x→a)f´(x)/g´(x)=αならばlim(x→a)f(x)/g(x)=αを証明したい。 (本の内容) f(a)=f(b)=0であるから、f(x)/g(x)=f´(c)/g´(c)x<c<aまたはa<c<X x→aのときc→aであるから lim(x→a)f(x)/g(x)=lim(c→a)f´(c)/g´(c)=lim(x→a)f´(x)/g´(x)(★) (疑問点) ★の変形部分がなぜそうなるのかがわかりません。 おしえてください。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ロピタルの定理の証明
コーシーの平均値の定理[{f(b)-f(a)}/{g(b)-g(a)}]=f'(c)/g'(c)のbにxを代入して、f(a)=g(a)=0より、{f(x)/g(x)}=f'(c)/g'(c) (a<c<x またはx<c<a) x→aの時、はさみうちの原理よりc→aとなり、lim_(x→a)f(x)/g(x)= lim_(x→a)f'(c)/g'(c)=lim_(c→a)f'(c)/g'(c) そしてこの右辺のcをxに置き換えると、lim_(x→a)f(x)/g(x)=lim_(x→a)f'(x)/g'(x)が成り立つ。 質問ですが、最後のlim_(c→a)f'(c)/f(c)のcをxに置き換えてもなぜ式が成り立つのかが分かりません。 もしそうなら、f(x)/g(x)=f'(c)/g'(c) の時点で、f(x)/g(x)=f'(x)/g'(x)とcをxに変えて、あとはlim_(x→a)f(x)/g(x)=lim_(x→a)f'(x)/g'(x)とすればいいのではないのかと思ったのですが。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 関数の極限値について
lim(x→1) a√(x)+b/x-1=2 この等式が成り立つように定数a,bの値を求めよ。 この問題の解説で、極限値が存在するには lim(x→1) x-1=0ならば分子のlim(x→1) a√(x)+bも0でなければいけないとありました。 これの意味がわかりません。 なぜ極限値が存在するためには分母の極限値が0だと分子の極限も0でなければならないんですか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ロピタルでも解けない?極限lim[x→0](e^tanx-e^x)/(e^sinx-e^x)
極限 lim[x→0](e^tanx-e^x)/(e^sinx-e^x) を求めたいのですが、0/0型となります。 ロピタルの定理を用いて、分母分子をそれぞれ微分しようとしても、逆にややこしい式になります。 どのようにすれば解けるでしょうか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
お礼
了解です。ありがとうございました。