高校数学 公式・解法ノート
差がつく

中間値の定理

着眼点「解が少なくとも1つある」を示せと言われたら、連続関数の端点の値の符号が逆であることを示す。

f(x) が [a,b] で連続で f(a)f(b)<0 なら、f(c)=0 となる c が a<c<b に少なくとも1つある。
例題
1
方程式 x^3+x-1=0 は 0<x<1 に実数解をもつことを示せ。
解答
f(x)=x^3+x-1 は連続。f(0)=-1<0、f(1)=1>0。中間値の定理より 0<x<1 に解をもつ。
2
方程式 \cos x=x は 0<x<\frac{\pi}{2} に実数解をもつことを示せ。
解答
g(x)=\cos x-x は連続。g(0)=1>0、g\left(\frac\pi2\right)=-\frac\pi2<0。中間値の定理より 0<x<\frac\pi2 に解をもつ。
注意「連続」の一言を書き忘れない。解が「ちょうど1つ」なら、加えて単調性(微分)が必要。

「極限」の項目

  1. 不定形 ∞/∞・∞-∞ の崩し方必須
  2. rⁿ の極限と場合分け必須
  3. はさみうちの原理必須
  4. 漸化式で決まる数列の極限差がつく
  5. 無限等比級数必須
  6. 部分和を求めてから極限(部分分数分解)必須
  7. 級数のかっこの付け外し・項の並べ替え不要
  8. 関数の極限:0/0 と x→-∞必須
  9. 極限値から係数を決める差がつく
  10. limₓ→₀(sin x)/x=1必須
  11. e に関する極限必須
  12. 片側極限と「極限が存在しない」差がつく
  13. 関数の連続性差がつく
  14. 中間値の定理差がつく
  15. ε-N 論法による極限の定義不要

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