微分積分例

$lim_{x \to 0} \frac{\arcsin (x)}{x}$

ステップ 1

分子と分母の極限値を求めます。

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ステップ 1.1

分子と分母の極限値をとります。

$\frac{lim_{x \to 0} \arcsin (x)}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 1.2

すべての $x$ に $0$ に代入し、極限値を求めます。

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ステップ 1.2.1

$x$ を $0$ に代入し、 $\arcsin (x)$ の極限値を求めます。

$\frac{\arcsin (0)}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 1.2.2

$\arcsin (0)$ の厳密値は $0$ です。

$\frac{0}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 1.3

$x$ を $0$ に代入し、 $x$ の極限値を求めます。

$\frac{0}{0}$

ステップ 1.4

$0$ による除算を含む式です。式は未定義です。

未定義

$\frac{0}{0}$

ステップ 2

$\frac{0}{0}$ は不定形があるので、ロピタルの定理を当てはめます。ロピタルの定理は、関数の商の極限は微分係数の商の極限に等しいとしています。

$lim_{x \to 0} \frac{\arcsin (x)}{x} = lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [\arcsin (x)]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 3

分子と分母の微分係数を求めます。

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ステップ 3.1

分母と分子を微分します。

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [\arcsin (x)]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 3.2

$x$ に関する $\arcsin (x)$ の微分係数は $\frac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}}$ です。

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}}}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 3.3

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}}}{1}$

ステップ 4

分子に分母の逆数を掛けます。

$lim_{x \to 0} \frac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}} \cdot 1$

ステップ 5

極限を求めます。

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ステップ 5.1

$\frac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}}$ に $1$ をかけます。

$lim_{x \to 0} \frac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}}$

ステップ 5.2

$x$ が $0$ に近づいたら、極限で極限の商の法則を利用して極限を分割します。

$\frac{lim_{x \to 0} 1}{lim_{x \to 0} \sqrt{1 - x^{2}}}$

ステップ 5.3

$x$ が $0$ に近づくと定数である $1$ の極限値を求めます。

$\frac{1}{lim_{x \to 0} \sqrt{1 - x^{2}}}$

ステップ 5.4

根号の下に極限を移動させます。

$\frac{1}{\sqrt{lim_{x \to 0} 1 - x^{2}}}$

ステップ 5.5

$x$ が $0$ に近づいたら、極限で極限の法則の和を利用して分解します。

$\frac{1}{\sqrt{lim_{x \to 0} 1 - lim_{x \to 0} x^{2}}}$

ステップ 5.6

$x$ が $0$ に近づくと定数である $1$ の極限値を求めます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - lim_{x \to 0} x^{2}}}$

ステップ 5.7

極限べき乗則を利用して、指数 $2$ を $x^{2}$ から極限値外側に移動させます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - {(lim_{x \to 0} x)}^{2}}}$

ステップ 6

$x$ を $0$ に代入し、 $x$ の極限値を求めます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - 0^{2}}}$

ステップ 7

答えを簡約します。

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ステップ 7.1

分母を簡約します。

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ステップ 7.1.1

$0$ を正数乗し、 $0$ を得ます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - 0}}$

ステップ 7.1.2

$- 1$ に $0$ をかけます。

$\frac{1}{\sqrt{1 + 0}}$

ステップ 7.1.3

$1$ と $0$ をたし算します。

$\frac{1}{\sqrt{1}}$

ステップ 7.1.4

$1$ のいずれの根は $1$ です。

$\frac{1}{1}$

ステップ 7.2

$1$ を $1$ で割ります。

$1$

微分積分 例

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