平均値の定理を使う極限(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 平均値の定理を使う極限(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
平均値の定理を用いて,極限 $\displaystyle\lim_{x\to +0}\frac{e^x-e^{\sin x}}{x-\sin x}$ を求めよ.
$x>0$ のとき $\sin x<x$ である.$f(t)=e^t$ はすべての実数 $t$ で微分可能で,$f'(t)=e^t$ である.区間 $[\sin x,\,x]$ において,$f(t)$ に平均値の定理を用いると
\[ \frac{e^x-e^{\sin x}}{x-\sin x}=e^c,\quad \sin x<c<x \]
を満たす $c$ が存在する.
$x\to +0$ のとき $\sin x\to 0$,$x\to 0$ であるから,はさみうちの原理より $c\to 0$
$e^t$ は連続であるから,$x\to +0$ のとき $e^c\to e^0=1$
したがって $\displaystyle\lim_{x\to +0}\frac{e^x-e^{\sin x}}{x-\sin x}=1$
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