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【高校・大学数学】極限の問題練習#1


ここでは、極限の問題練習をします。
動画でも解説していますので、よければそちらも見て下さい。

問題

\displaystyle\lim _{x\rightarrow \infty }\left( \frac{a^{x}+b^{x}}{2}\right) ^{\dfrac{1}{x}},( a\geq b > 0)を求めよう。

動画解説(YouTube

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解き方

解き方を覚えることが大事です。知らずとも解けなくはないですが、その場合少し時間が掛かるかもしれません。
スマホの方は数式を横にスライドして見てください。

\begin{aligned}\lim _{x\rightarrow \infty }\left( \dfrac{a^{x}+b^{x}}{2}\right) ^{\frac{1}{x}}&=\lim _{x\rightarrow \infty }\frac{\left( a^{x}\left( 1+\frac{b^{x}}{a^{x}}\right) \right) ^{\frac{1}{x}}}{2^{\frac{1}{x}}}&\\ &=\lim _{x\rightarrow \infty }\frac{a\left( 1+\frac{b^x}{a^x}\right) ^{\frac{1}{x}}}{2^{\frac{1}{x}}}&\\&=\lim _{x\rightarrow \infty }\frac{a\left( 1+\left( \frac{b}{a}\right)^x\right) ^\frac{1}{x}}{2^{\frac{1}{x}}}&\end{aligned}

ここで場合分けをします。

a >bのとき、x\rightarrow \infty\left( \dfrac{b}{a}\right) ^{x}\rightarrow 0となります。

a= bのとき、x\rightarrow \infty\left( \dfrac{b}{a}\right) ^{x}\rightarrow 1となります。

よって、

①の場合、上より\displaystyle\lim _{x\rightarrow \infty }\dfrac{a}{2^{\frac{1}{x}}}=aであり、

②の場合、上より\displaystyle\lim _{x\rightarrow \infty }\dfrac{a\cdot 2^{\frac{1}{x}}}{2^{\frac{1}{x}}}=aです。

なので、解はaと求まりました。

おわりに&おすすめ

最後に、大学数学のおすすめ参考書まとめの記事を紹介します。
当サイトで人気記事となっていますので、よければ読んでみてください。

≫線形代数(初心者向け)
≫線形代数(上級者向け)
≫集合位相
≫複素関数
≫微分方程式
≫関数解析
≫洋書(初心者向け)
≫洋書(上級者向け)
≫LaTeX効率化・おすすめ本

『大学数学記事まとめ』は下から!
dodgson.hatenablog.com