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XlogXを+側から0に近づける時
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置換しなくても直接ロピタルの定理を適用すれば済みます。 lim[x→+0] xlog(x) ←0*∞型 =lim[x→+0] log(x)/(1/x) ←∞/∞型なのでロピタルの定理適用 =lim[x→+0] (1/x)/(-1/x^2) =lim[x→+0] (-x) = 0 (正確には-0ですね) また y=xlog(x)(x>0)のグラフを描くと添付図のようになります。このグラフからも グラフの曲線に沿ってx→+0に近付けて行くと y→-0 に収束することがわかります。
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- alice_44
- ベストアンサー率44% (2109/4759)
t = - log x の変換をすれば、 ロピタルの定理は使わずに済みます。 lim[x→+0] x log x = lim[t→+∞] - t/(exp t). 指数関数をテイラー展開すると exp t = 1 + t + (1/2)(t2乗) + (1/6)(t3乗) + … ですが、t > 0 のとき1右辺は各項が正なので、 exp t > (1/2)(t2乗).よって、 0 < t/(exp t) < t/{(1/2)(t2乗)} = 2/t. ここで t→+∞ とすると、ハサミウチできます。
- sunflower-san
- ベストアンサー率72% (79/109)
log(x) が-∞に近づく速さに比べ xが0に近づく速さが圧倒的なため、 Lim[x → +0] x・log(x) = 0 になります。 証明は次の通り: log(x)=tとおいてみると、x→+0をt→-∞といいかえることが出来ます。 Lim[x → +0] x・log(x) =Lim[t → -∞] exp(t)・t =Lim[t → +∞] exp(-t)・(-t) =Lim[t → +∞] (-t)/exp(t) t → +∞ のとき分母、分子ともに発散するのでロピタルの定理を適用することが出来ます。 つまり、 分子の導関数 = -1 分母の導関数 = exp(t) なので =Lim[t → +∞] (-1)/exp(t) =0 が極限値になります。 この証明と同じ方法で、例えば Lim[x → +0] x・(log(x))^100 = 0 なども示すことが出来ます。 そのくらい、x → +0 での log(x)の発散のスピードはのろいのです。
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