ロピタルの定理
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0169132人目の素数さん
2006/12/01(金) 23:37:15存在するとする。このとき、ロピタルの定理からlim[x→0]f(x)/x=αが成り立つ。
上記のfの、原点以外での微分可能性が、lim[x→0]f(x)/x=α という式を使わずに
示せているのならば、lim[x→0]f(x)/x=αという式をロピタルの定理で以って導く
ことは 循 環 論 法 で は な い 。
三角関数を整級数を使って定義しておく。ここで、lim[x→0]sinx/x=1を証明したい。
f(x)=sinx=Σ[i=0〜∞]x^(2i+1)(-1)^i/(2i+1)!とおく。fの原点以外での微分可能性は、
f’(x)
=lim[h→0]{sin(x+h)−sinx}/h (f'の定義より)
=lim[h→0]Σ[i=0〜∞]{(x+h)^(2i+1)−x^(2i+1)}(-1)^i/{h(2i+1)!}
=Σ[i=0〜∞]lim[h→0]{(x+h)^(2i+1)−x^(2i+1)}(-1)^i/{h(2i+1)!} (極限の順序交換が可能。証明は略)
=Σ[i=0〜∞]x^(2i)(-1)^i/(2i)!
=cosx
となる。lim[x→0]sinx/x=1という式を使わずに、原点以外での微分可能性が
示せていることに注意する。このとき、
lim[x→0]sinx/x
=lim[x→0]f(x)/x
=lim[x→0]f’(x) (ロピタルの定理)
=lim[x→0]cosx
=1
となる。よって、lim[x→0]sinx/x=1が成り立つ。この証明は循環論法では無い。
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