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Mathematics Senior High

数3です。 この式変形を教えてください。

192 重要 例題 113 漸化式と極限 (5) ・・・ はさみうちの原理 数列{an}が0<a<3, an+1=1+√1+an (n=1,2, 3, ・・・・・・) を満たすとき (2)3-an+1< 1/12 (3-an)を証明せよ。 3 (1) 0<a<3 を証明せよ。 (3) 数列{an} の極限値を求めよ。 指針 (1) すべての自然数nについての成立を示す→ 数学的帰納法の利用。 (2) (1) の結果,すなわち an> 0, 3-an> 0 であることを利用。 (3) 漸化式を変形して, 一般項an をnの式で表すのは難しい。 そこで, (2)で示した不等 ! 式を利用し, はさみうちの原理を使って数列 {3-an} の極限を求める。 はさみうちの原理 すべてのnについて n≦an≦gn のとき limp=limgn=α ならば n-00 7140 なお、次ページの補足事項も参照。 CHART 求めにくい極限 不等式利用で はさみうち 解答 (1) 0<an<3 ① とする。 [1] n=1のとき, 与えられた条件から①は成り立つ。 [2] n=kのとき, ① が成り立つと仮定すると 0<a<3 n=k+1のときを考えると, 0<a<3であるから ak+1=1+√1+an>2> 0 練習 ③ 113 .….... ak+1=1+√1+an <1+√1+3=3 したがって 0<ak+1 <3 よって,n=k+1のときにも ①は成り立つ。 [1], [2] から,すべての自然数nについて ①は成り立つ。 3-An -(3-an) (2) 3-an+1=2-√1+an 2+√1+an (3)(1),(2) から 0<3-an S したがって liml 2 (13) (34)=0であるから 11-00 lim(3-an)=0 1400 liman=3 n-1 ≤ (1) ² (3-a₁) 3 n-00 LE a=2, n≧2のとき an liman = a n→∞ 3 2 [類 神戸 p.174 基本事項 3 基本 105 van-1 1 数学的帰納法による。 ◄0<a₁<3 KOM 0<a から √1+an>1 an<3から √1+ak <2 <3-α>0であり、a>0か ら 2+√1+an>3 n≧2のとき, (2) から 3-an< (3-an-1) <(1) ²(3-an-2)..... n-1 · < (-/-) "¹¹ (3-as) 3 を満たす数列{an}について

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Mathematics Senior High

この問題での[1]の必要性が分かりません *の部分で左側極限と右側極限が一致したと書いていますがxとx²の位置が入れ替わっていて明らかに同じ式では無いのに何故同じように扱っているのでしょうか

重要 例題 173 平均値の定理を利 x-0 ●基本 171,172 指針 f(x) = COS x と考えたとき, 分子は 差 f(x) f(x2)の形になっている。 よって、 ジの基本例題 172同様, 差f (b) f(a) には平均値の定理の利用 の方針で進める。 それには,平均値の定理により、 x-x を満たす 01 が存在する。 limx=0, limx2 = 0 であるから x-0 x→+0 平均値の定理を利用して, 極限値 lim- x→0 解答 f(x)=cosx とすると, f(x)はすべての実数x について微分可 能であり AFTOSS (D)) f'(x)=-sinx よって [1] x<0のとき x<x2 であるから,区間[x, x2] において,平均値の定理を 用いると [+xgol=(x)\\ cosx2-COSx=-sin0,x<br<x2 す。 以上から an に表して極限値を求める。 なお, 平均値の定理を適用する区間はx→−0とx→+00 ときで異なるから注意が必要である。 lim x-0 COSxCOS2 x-x2 を満たす 02 が存在する。 limx2=0, limx=0であるから x→+0 COS x 2-COSx よって =lim(-sin01)=-sin0=0 x2-x [2] x>0のとき, x→+0 であるから, 0<x<1としてよい。 このとき, x2<xであるから,区間[x2,x] において, 平均 値の定理を用いると lim x→+0 = COS x -COS x 2 x-x2 lim x0 x-0 .2 COS x - COS x x-x² COS x -COS x2 x-x2 limO1=0 x-0 =-sinOz, x2<02<x を求めよ。 NET COS x - COS x 2 x-x2 lim02=0 x→+0 =0(*) =lim (-sin02)=-sin0=0 x→+0 IS Dgoln Czapoln 171 練習平均値の定理を利用して,次の極限値を求めよ。 4 1 173 ex-1 (1) limlog を微分係数の形Ufc 1 平均値の定理が適用でき 条件を述べている。 <x<0<x2 f(b) f(a) b-a a<c<b はさみうちの原理。 -=f'(c) x→+0であるから、 x=0の近くで考える。 f(b) f(a) b-a=f'(c) a<c<b はさみうちの原理。 1 理 か (*) 左側極限と右側極限が 0で一致したから、 極限値 は0 となる。

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Mathematics Senior High

極限の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

基礎問 90 第4章 極 51 数列・関数の極限(L)(b)別リアル) X X X X X ? L ① (2) BR る. (1) 一般項am をnで表せ. 数列 {an} は, a1= =1/12/1 .. (2) Sm= Can をnで表せ. k=1 精講 (n+2)an+1=nan (n=1,2, ・・・) をみたしてい (3) lim (S)" を求めよ.ただし, lim 11-00 典型的な極限の問題です. (1) は数学Bの範囲ですが, 漸化式のなかでは, 難しいほうに入りま す。(数学ⅡI・Bの基礎問では扱っていません) そこで,次のパターンを覚えておくことになります。 (an+1=f(n) an (f(n): 分数式) 型漸化式の解き方〉 2 (1+1 ) ² = e ak+1 ak (3)のただしがきにある 「lim (1+1/2)"= →∞ 72-00 -= =f(k) として,kに1,2,.., n-1 を代入して辺々かける。ただし =e」 は受験生が正しく使えない公式の 代表格ですが,大切な公式です。 使い方にコツがあるので, ポイントをよくみ てください 解答 (1) (n+2)an+1=nan より ak+1 k ak k+2 A₂ A³ a₁ az 1,2,.... n-1 を代入して, 辺々かけると n≧2のとき, 「い冷合わせるため を用いてよい。 an 1.23 an-1 3 4 5 n−2_n_l n n+1 an 2 = よって, as n(n+1) F-t, a== n(n+1) (a₁ = 1/29) これは,n=1のときも含むので, かけ終わりかけ 初めより, n-121 これから n≧2 辺々かける an n(n+1) (別解)(かなり速いのですが、理解しにくいかもしれません) (+2)an+1=nan の両辺に n +1 をかけると, (+2)(n+1)an+1=(n+1)nan ゆえに, 数列{(n+1) nan) は, 初項 2.1.a=1, 公比1の等比数列. よって, n(n+1)an=1 iha (2) (数学ⅡIB119) Sn= = ²₁R (k² + 1) = ² ( 1/² - x + 1) = 1 (3) (S.)-(1)-("+¹)*((₁+²) = tim (S.)*=lim{(1+2)^- 11-00 ポイント 演習問題 51 .. an= 1 (別解) (S)"=(1- 1) において,(n+1)=N とおくと, -N-1 △→∞ (S.)-(1+) -(1+)*(1 + 2 ) " - ((₁ + + ) * T * (₁ + 2 ) " N n→∞ のとき, N- ∞ だから, lim (S.)" =— Jim_{(1 + + )"}*(¹ + ) ¹ = 0 ²¹ = 1/ n→∞ e + (1) lim 1 n(n+1) =e (△はすべて同じもの) 次の極限値を求めよ. 2n no 2n+1) 1 n n+1 n+1 ² = = e = ¹ = ² ( (数学ⅡI・B64 指数の計算) 1 注 この公式は「△→±∞」で成りたちます. 0 91 (2) lim (1+- 71-00 2n 第4章

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