sin x /x→1の証明について 円を用いた面積比較からのはさみうちを使って証明する方法（一枚目）が有名ですが、微分係数の定義に当てはめる（二枚目）のはダメなんでしょうか？ sin xのグラフの原点の傾きという意味なのですごく単純です

[証明] とし,∠ABC = 0 とする.この B 3 のグラ CD lim- 8-082 表しています。 とを を求めよ. かり記憶しておきましょう。 この大小関係は、よく利用されるものなのでしっ y=sin.x 12 0 三角関数に関する極限のうち、最も重要であるのは次の極限です . この定理を用いて, lim sin.x lim 110 I sin.x 1-0 I =1であることを示しましょう. [証明 ] x→0 とするから, 0<|x|<1としてよい。 この公式を証明するための準備として、次の定理の成立を示しておきましょう。 0<x< 10 において, sin.z<x<tanzi sinr<r<tanr の各辺を sin.x(0) で割って, 1<x 1 sinx COS.X ∴. 1> sinx > COS I I 図のように, 半径1の単位円周上に∠AOB=x (x は弧度法の角) となるように2点A, B をとる. lim cos.x=1であるから, はさみうちの原理により +0 このとき面積について, 点Aにおける円の接線と半直線 OB との交点をT とする. B. sinx lim =1 ......① 次に, 2 IC x+0 t< <<0のとき、x=-t とおくと << であるから,①より、 sinx sin(-t) sint IC lim lim- lim- =1 0115 x t+0 -t t+0 t △OAB <扇形 OAB < △OAT が成り立つ. それぞれの面積をx を用いて表すと ①.②より. 1 2 sinr<<tanr 1 2 0-(-x+x) mil lim sinx TC x0 =1 なる.したがって, 0<x<2/27において、 no inil が成り立つ. sinr<r<tang 薫り立つ. (証明終わり) この極限公式は,xが十分に小さい (0に近い)とき, sinx≒x であることを表しています.

なぜ有理化しているんですか

46 重要 例題2 漸化式と極限 (はさみうち) 00000 {an} について,次の(1),(2),(3) を示せ。 0<a<3,+1=1+√1+an (n=1,2,3, …………) によって定められる数列 [類 神戸大] (1) 0<an 3 (2) 3-an+1 < (3-an) 1 3 (3) liman=3 n→∞ % p.33 基本事項 3.基本15 CHART & THINKING 求めにくい極限 はさみうちの原理を利用 漸化式を変形して,一般項 αn をnの式で表すのは難しい。 小間ごとに,どのような方針を とればよいのか考えてみよう。 (1) すべての自然数nについての成立を示すから,数学的帰納法を利用。 そのために, 何 を仮定すればよいだろうか? (2)(1)の結果を利用。与えられた漸化式をどのように使えばよいか考えてみよう。 (3)(1), (2) で示した不等式を利用し, はさみうちの原理を用いる。 数列 {3-αn} の極限を 求めればよい。 はさみうちの原理 すべての自然数nについて an ≦ のとき liman=limbn=α ならば limcn=α 818 n18 →∞ (2)の不等式は繰り返し用いる。 どのように利用すればよいか考えてみよう。

マーカーを引いた部分はどこから求めているのでしょうか？

66 重要 例題 34 無限級数 Σnr” 次の(1),(2)が成り立つことを示せ。 n=12 (2)=2 A (1)lim=0 →∞ 重要 20. 数学日基本と (類工学院) E CHART & SOLUTION (1) 求めにくい極限 はさみうちの原理を利用 二項定理を用いて,をはさみうちにする (重要例題 20 を参照)。 (2) 無限級数nr” S-rS を作る(rは公比) まず部分和 S を求め, n→∞ の極限をとる。 VOTLAS ERCIS 25 次の無限 (1) 26 次の無 (1) 27 1個 A, 部分和 S= 1k-1 k=1.2k k=12 解答 (1) n≧2 のとき,二項定理により 2"=(1+1)"=1+n+ n(n-1) n(n−1) ·+....... 2 2 よって<< n-1 2 Co.1" nCi•17~1.1 28 2・1"-2.12 + ... ASC2.1"-2.12 (2) ここで, lim -= 0 であるから non-1 1 2 3 取 n lim=0 はさみうちの原理 2 noo 2 n Sn == 2+22+23 とすると 2n 1S= ++ 1 2 n-1 n 23 + + 2n 2n+1 Sn よって S-1/2-1/2 1 1 1 22 23 + + +....+ n 2n 2n+1 の部分は,初項 - 1- ゆえに 1 -(1/2)^ d n 22 2n+1 =1- 1- 1 n 2" 2n+1 2' 公比 1/2項数々の等比 2 数列の和。 =limSn=lim 222-lims.= lim (2-211-272/17)=2 n したがって n=1 n→∞ n→∞ n (1)の結果を利用。 PRACTICE 34° 0<x<1 に対して, 11th とおくと>0である。二項定理を用いて, x 1n(n-1)n(n≧2) が示されるから, limnx"=アである た

解答の1行目で実数記号が付いているのはなぜですか。 −1≦sin1/x≦1ではだめですか。

止めよ Think 例題 62 連続と微分可能 **** 1 関数f(x)= = x'sin / (x=0) 調の 分」お 国の は, x=0 で連続か. また, x=0で (x=0) 微分可能か. ( 8-18 考え方 連続も微分可能もそれぞれ定義に戻って考える. < 連続> <微分可能> f(x) がx=aで連続 f(x) がx=aで微分可能 ⇔limf(x)=f(a) x-a ⇔f'(a)=lim h→0 f(ath)-f(a) (1) h 第3 が存在する ここ 接する =1で x=1で 微分 調微分係 解答 このとき「微分可能であれば連続」 であるが,「連続であっても、 微分可能とは限らな 「い」ことに注意する. Ay 0 sin x limx'sin =0 → limf(x)=f(0) であるか確 0x'sin limx2=0 より x0 したがって, x limf(x)=limx'sin-=0 x0 f(0)=0 より, limf(x)=f(0) となり x0 関数f(x) は x=0 で連続である。 える。 当分する M 次に, lim h→0 f(0+h)-f(0) h かめて, x=0で連続かど うか調べる. >より、各辺にxを 掛けても、不等号の向きは 変わらない. 各辺をx→0として極限 をとり, はさみうちの原理 を利用する. x=0 で微分可能かどうか 調べる. れぞれ ●0 のと ■=ax 0 =2x+1 h² sin =lim 0 対するyの塩分をyと h→0 h (x)'a(x) (x)n)\\={() 1 =limhsin ......(x) h→0 ・h ((笑)) YA |y=f(x) もつ 0hsinh, limh=0. Di h0 limhsin/12=0417mage h→0 よって, f'(0) が存在するので, 関数f(x)はx=0で微分可能である。 1=1-2) (1+x)= ( 《注》> x=αで連続であることとは別に x=aで微分可能であることを示す必要がある. 練習 9 62 関数 f(x) = { xsin (x=0) X は, x=0 で連続か. また, x=0で微分可能か.

(2)と(3)で写真の丸で囲んである箇所のように場合分けする理由をおしえてください。

例 題 51 次の極限値を求めよ. sinx A limxsin X 1 2 lim X イタ 考え方 lim sin x 10 -=1-との違いに注意する. (3) limxsin x → 0 1 x であることに注意する。 lim (2),(3)それぞれ,このままでは直接求めることはできない。 このようなときは, (1)x→∞ではあるが、sin 12に着目すると10 うちの原理 (113) を利用する。そのとき,(2)と(3)で考えるxの他の はさ が異なることに注意する. 180 180 解答 (1)=t とおくと, x→∞のとき,t→0 見 x 1 sint よって, limxsin- =lim -=1 X 「 (2)-1≦sinx≦1より 1 sin x >0のとき ...① A x Xx cos x) 2 考えてよい.ている。 x+∞より,x0 と 辺々を x(>0) で割る。 x11 ここで, lim(-1) = lim1=0 x x xxx よって、①とはさみうちの原理より, lim Sinx -=0 ラジ x-x x 答える。 (3) -1≤sin≤1. x x>0のとき AOのとき (3) ここで, x+0 1 180 Onie S mil- |x≦xin─① x sin xxsin-x x lim(-x)=limx=0 x +0 ② lim.x= lim(x)=0niety x-0 080 したがって, ①,②とはさみうちの原理より, +0) nie 'di 1 limxsin- lim x sin x+0 limxsin=0 よって、 * → 0 in sin s 180 x→0より,x +0 と x→0の場合を考える. 0ssin 1/11とし えてもよい. sin x200 場ができる limf(x)=α x → a =0 x *--0 x 1 nie S x mil- ( = (同じ式) Onia lim f(x) xa+0 として考 = limf(x) = a x-a-0

どうすればこのように式を変えれるのですか

() の極 はさみうちの原理を利用する。 x→∞であるから, x>1 すなわち0 えてよい。 CHART 求めにくい極限 不等式利用ではさみうち (1) 不等式 [3x]≦x<[3]+1が成り立つ。 x>0のとき,各辺をxで割ると ここで3< よって 3. lim 1700 [3]+1/2から x x 5 <[3x] ≤3 1< x x (3-1) =3であるから [3x] [3x]_1 ≤3<[3x] x 3-13x1 x x lim [3x]=3 x X X は f(x)= lim f X-400 「ならい 底が = くり であるから,x>10<21212 <1と考えてよい。 このとき {{ } } * +1}" <{{ } ) * +1} * <{{ } } )*+1} (*) A 1<{(³)*+1}*<( 3 )*+1 5 なら 3 5 5, =1 すなわち (2)+1} =1であるから lim +パー よって lim (3*+5*)* = lim 5{( ³ ³ ) *+1}*=5·1=5 3

写真の質問に答えてください！

以上から, COS X = =1 を得る。 IC -X なぜこれが成り立つのですか? sin x である。 を得る。ここで, x → +0 とすると, cos x1 なのではさみうちの原理から sin x x→+0 IC lim x<0のとき sin x sin(-x) より, lim x→−0 IC lim x→0 = = sin x = X lim x→+0 =1 lim x→+0 sin x 8 <1 sin(-x) -X sin x 1 X

(ア)のとき、はさみうちの原理を用いて解くと教わったのですが、(ア)と(イ)を比べたとき、分母がn かnの二乗の違いしかないないと思うのですが、どうして(イ)の問題の場合はそのまま0に収束と解けるのに(ア)ははさみうちを使うのでしょうか？

(3) lim // Cosnπ = Ilim (1) mes n moo dim (1) Ilm (-1)^ miss n² = 0

2枚目のやり方ではダメですか？ 見て欲しいです🙇よろしくお願いします。

5 極限 lim sin - non (解説 -1≤sin NI 3 ここで, lim n→∞ NTT 3 を求めよ。 8点 記述 ≦1より 1/2) =0, lim non 1 NT lim -sin non 3 :0 = NT 3 =0であるから N n -sin n

（2）(4) の解き方が全くわかりません。お願いします

2･17 x を実数,nを自然数とする. 次の問に答えよ. (1) 1-2^x+..+(-1) n-12-2 の和を求めよ. -1/2 + 1/3 - 11/17 + ·· 3 5 とする. このとき, 等式 1 1 Sn=So 12 dz-(-1)" So 1+2 dz -dx 201+x2 (2) S=1- が成り立つことを示せ. (3) 定積分 1 1 0 (5) lim S を求めよ. 7118 (4) 次の不等式を示せ . x²n os So 1+2² .2 - + ··· + (−1)ª −¹ .— -dx を求めよ. = -dx≦ 1 2n-1 1 2n+1 (05 静岡大・理,情, 工後) 2･17 積分と極限 今までの総復習のような問題です. (5) は 「はさみう ちの原理」を使います。 部 月 (1) 求める和は,初項 1,公比 -x2, 項数n の等比数列の和であり, -x2≠1 であるから, 1-x²+x²-x6+...+(-1)n-1x2n-2 1-(-x2)”_1- (-1) nxin 1-(-x²) 1+x2 (2) ① を辺々をxで0から1まで積分すると、 S'' (1-x² + x¹-x³ + ... + (−1)n-1p²n-2) dx = 1+ 2² 11-(-1)*xx2n 1 1 - + 3 5 - S 7 1 =S₁² =²²dx-(-1)" S. ². T 1+x2 -dx 1 1+x² +...+( ・+(-1)-1. 1+x2 よって,題意は示された. (3) x=tan0 と置くと, dx= 1 x2n -dx :. Sn= S₂ = ₁² ₁²d²-(-1)=√ 1²7 dz. -dx=S₁ (4) 0≦x≦1のとき, x²n 0≤- -S- x²n 1+x² 1+0 =[**d-* -=x²n 1 cos ²0 x2n 1+x2 よって,題意は成り立つ。 x²n 1+x2 1 2n-1 T 1 1 os f -dx≤₁x²³¹dx=- -dx 1+tan 20 cos20 -d0 であるから, -do 1 2n+1