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limの性質
写真の下の方にあるlimの変換についてです
f(X)とg(x)は何を表しているのでしょうか
上の方はf(a+h)ーf(a)をひとかたまりとして分けていて分からなくなってしまいました
回答
しみ りつ さん、こんにちは。
「下のほう」からいきますよ。
g(x)が出てくるのって、写真の一番最後ですよね。
ここは、初めの式は「任意の関数f(x)について、k倍したものの極限は極限のk倍と同じです」と言っています。
次の式は「任意の2つの関数f(x),g(x)について、(それぞれが有限の極限値を持つときは)関数を足したものの極限は、それぞれの極限の和と同じです」と言っているのです。f(x)のほうは「ある勝手な関数」というような意味ですし、g(x)はf(x)にたいしてもう一つ別の、というくらいの意味で使っただけですよ。これで大丈夫かな?
「上のほう」は、質問のポイントがはっきりせず答えにくいのですが…。
写真に見えていない1行上の式の分子はたぶん
$f(a+h)-f(a-2h)$ ではないでしょうか。このままでは微分係数の定義式ではないので、それを無理やり作るために
$-f(a)+f(a)$ というものを間にむりやり突っ込んでいます。これはもうテクニックなので数学的な理由はないです。
これをやったおかげで、微分係数の定義の式の分子 $f(a+\square)-f(a)$ が2つ作れます。
$\{f(a+h)-f(a)\}-\{f(a-2h)-f(a)\}$ つまり
$\{f(a+h)-f(a)\}-\{f(a+(-2h))-f(a)\}$ となります。
ここで中カッコごとに2つの分数にわけます。
このように分けられることが疑問点なのですか?それなら別に説明しますので、リクエストしてください。
ここで、「下のほう」あった式の後ろのやつが使えます。2つの和の極限は、それぞれの、極限の和になるので、リミットを分けました。
これが上から2行目です。
ところが、後ろの方の極限の式が微分係数の定義の式にあっていません。
定義式は $f'(a)=\lim_{\square \to 0}\dfrac{f(a+\square)-f(a)}{\square}$ です。□の部分は同じにならないといけません。
そこで、-2を無理やりつけて、分母をー2hにしました。この辺の細かい計算もやっかいですね。
ほんとうならh→0のところもー2h→0と書くべきところです。h→0のときー2h→0なのでその解答では略しているようですが。
ここでhやー2hを□にしてしまえば、どちらも微分係数f’(a)の定義の式になっています。
というわけなのですが、これで大丈夫ですか?
これを読んだら、わかったとか、まだこのへんがわからないから説明してほしいとか、コメント欄になにか返事を書いてください。よろしく。
すみません limを二つに分けるときなんですが 「下のほう」のf(X)とg(X)は f(a+h)ーf(a)とf(aー2h)ーf(a)を表しているということでしょうか
はい、その通りです。それから、私が微分係数の定義と言いながら導関数の定義式を書いてしまってxを使ってしまいましたが、aですね。f(a+h)-f(a)/hが微分係数の定義です。
納得できました! ご丁寧な解説ありがとうございました