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三角関数の基本的な極限の計算問題

三角関数の連続性やx→±∞での性質を利用して極限を求める

この単元のポイント

公式と考え方

三角関数 sin⁡x\sin x,cos⁡x\cos x は連続なので,代入で極限が求められます。x→±∞x\to\pm\infty では,振動して,極限が存在しないことがあります。

  • 連続関数なので,lim⁡x→asin⁡x=sin⁡a\lim_{x\to a}\sin x=\sin a です。
  • x→∞x\to\infty のとき,sin⁡x\sin x,cos⁡x\cos x は,−1-1 と 11 の間を振動して,極限は存在しません。
  • sin⁡x\sin x,cos⁡x\cos x のように,絶対値が一定の数以下の分子を,絶対値が ∞\infty になる分母でわった商は,はさみうちの原理で,0 に収束します。
例題と解き方

lim⁡x→π2sin⁡x\lim_{x\to\frac{\pi}{2}}\sin x,lim⁡x→0cos⁡x\lim_{x\to 0}\cos x を求めなさい。

  1. sin⁡π2=1\sin\dfrac{\pi}{2}=1 です。
  2. cos⁡0=1\cos 0=1 です。

lim⁡x→∞sin⁡xx\lim_{x\to\infty}\dfrac{\sin x}{x} を求めなさい。

  1. −1≦sin⁡x≦1-1\leqq\sin x\leqq 1 より,−1x≦sin⁡xx≦1x-\dfrac{1}{x}\leqq\dfrac{\sin x}{x}\leqq\dfrac{1}{x} です。
  2. はさみうちの原理で,00 です。
よくある間違い
  • lim⁡x→∞sin⁡x\lim_{x\to\infty}\sin x を,0 や1と答えてしまう。極限は存在しません。
  • sin⁡xx\dfrac{\sin x}{x} の x→∞x\to\infty を,1としてしまう。1になるのは x→0x\to 0 のときです。

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