数学のブログ

無限の世界への一歩 - 数列の極限、無限級数 極限の計算 無限等比数列(r^n) 収束、発散、振動、三角関数、正弦と余弦

新装版 数学読本4 (松坂 和夫(著)、岩波書店)の第14章(無限の世界への一歩 - 数列の極限、無限級数)、14.2(極限の計算)、無限等比数列(r^n)の極限の問14の解答を求めてみる。

1

- π 2 θ π 2

のとき、

- 1 sin θ 1

よって、

θ = - π 2 sin θ = - 1

のとき、

lim n sin n θ

は発散、振動。

- π 2 < θ < π 2 - 1 < sin θ < 1

のとき

lim n sin n θ = 0
θ = π 2 sin θ = 1

のとき

lim n sin n θ = 1

2

lim n 1 - sin 2 n θ 1 + sin 2 n θ
= lim n 1 - ( sin 2 θ ) n 1 + ( sin 2 θ ) n
= { 0 ( θ = ± π 2 ) 1 ( - π 2 < 0 < π 2 )

3

0 θ < π 4

のとき、

cos θ > sin θ
lim n cos n θ - sin n θ cos n θ + sin n θ
= lim n 1 - ( sin θ cos θ ) n 1 + ( sin θ cos θ ) n
= 1
θ = π 4

のとき、

lim n cos n θ - sin n θ cos n θ + sin n θ = 0
π 4 < θ π 2

のとき、

cos θ < sin θ
lim n cos n θ - sin n θ cos n θ + sin n θ
= lim n ( cos θ sin θ ) n - 1 ( cos θ sin θ ) n + 1
= - 1