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極限 証明 -極限 証明lim[x→∞](1+(1/x))^x=eの証明はどのよう- 数学 | 教えて!goo

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極限きょくげん 証明しょうめい

lim[x→∞](1+(1/x))^x=eの証明しょうめいはどのようにすればいでしょうか?

[証明しょうめい] (logx)'=1/x より,x=1における微分びぶん係数けいすうは1である。
    したがって,微分びぶん係数けいすう定義ていぎしきから
    
     lim[h→0](log(1+h)-log1)/h=1
    左辺さへん変形へんけいして
     lim[h→0](1/h)・(log(1+h))=lim[h→0]log(1+h)^(1/h)=1
また、
     1/h=x すなわち h=1/x
    とおくと,x→±∞のときh→0であるから
     lim[x→∞](1+1/x)^x
     =lim[x→-∞](1+1/x)^x
 =lim[h→0](1+h)^1/h=e

また、以下いか理解りかいできません・・・
lim[x→∞](1+1/x)^x=lim[x→-∞](1+1/x)^xはなぜひとしいのでしょうか?
そして、lim[h→0](1+h)^1/h=eとしている理由りゆうがわかりません。なぜいきなりeがてくる?
logはどこにいったのでしょうか?

A 回答かいとう (6けん)

質問しつもん文中ぶんちゅう解答かいとうれいは、


log を log x = ∫[t=1→x] dt/t で、
exp を y = exp x ⇔ x = log y で、
e を exp(1) で 定義ていぎしているのです。
そのような定義ていぎしたでは、ただしい証明しょうめいです。

この問題もんだいのような基礎きそてき事項じこう証明しょうめいは、
関連かんれんする用語ようご定義ていぎをどのようにしておくか
しだいでおおきくわってきます。

極端きょくたんはなし、e の定義ていぎが e = lim[x→∞] (1+(1/x))^x
であれば、証明しょうめいは「定義ていぎより自明じめい」でオワリ。
冗談じょうだんきで、lim[n→∞] (1+(1/n))^n が e の定義ていぎ
という教科書きょうかしょすくなくありません。

No.1 さんがっているのは、そういうはなしです。

この回答かいとうへの補足ほそく

回答かいとうありがとうございます。
指数しすう関数かんすう定義ていぎや1/xの積分せきぶん定義ていぎ無限むげん級数きゅうすう定義ていぎなどなどあるとおもうのですが、
なかなか理解りかいできずにいたので質問しつもんさせていただきました。
たしかに定義ていぎわれればそれまでなのですが・・・

からないてんは、
・lim[h→0]log(1+h)^(1/h)=1は理解りかいできます。
ここから、1/h=x すなわち h=1/xとおいて、
lim[x→∞](1+1/x)^x=lim[x→-∞](1+1/x)^xとなる理由りゆうりたいです。logはどうやってえた?
そして、lim[h→0](1+h)^1/h=eとしている理由りゆうがわかりません。

補足ほそく日時にちじ:2010/04/02 01:58

[補足ほそく]


lim[h→0](1+h)^(1/h)=e 
つまり lim[h→±0](1+h)^(1/h)=e なら lim[h→-0](1+h)^(1/h)=e
この回答かいとうへのおれい

れいおそくなりもうわけございません。
ありがとうございました。

れい日時にちじ:2010/04/09 21:38

こんばんは よこから失礼しつれい



ちょっとむずかしくかんがえすぎかな?

>lim[h→-0](1+h)^(1/h)=lim[h→0](1+h)^(1/h)はなぜつのでしょうか?

ですけれど、 

「+のほうから0にちかづける」 ことと 「-のほうから0にちかづける」

ことを、このときはおなじにして大丈夫だいじょうぶですね。

(1+h)^(1/h) に 0 をれると、 1の無限むげん大乗だいじょうになりますね。
プラスもマイナスも関係かんけいないですよね。

 #1の(マイナス無限むげん大乗だいじょう)=1/1(無限むげん大乗だいじょう)=1 ですからね

むずかしくやりすぎないことですよ^^;
この回答かいとうへのおれい

れいおそくなりもうわけございません。
ありがとうございました。

れい日時にちじ:2010/04/09 21:38

log(1+h)^(1/h)=t とおくと (1+h)^(1/h)=e^t → e^1=e


また
lim[x→∞](1+1/x)^x=lim[h→+0](1+h)^(1/h)=lim[h→0](1+h)^(1/h)
lim[x→-∞](1+1/x)^x=lim[h→-0](1+h)^(1/h)=lim[h→0](1+h)^(1/h) 

この回答かいとうへの補足ほそく

回答かいとうありがとうございます。
lim[x→-∞](1+1/x)^x=lim[h→-0](1+h)^(1/h)=lim[h→0](1+h)^(1/h) 
について、lim[h→-0](1+h)^(1/h)=lim[h→0](1+h)^(1/h)はなぜつのでしょうか?

よろしくおねがいたします。

補足ほそく日時にちじ:2010/04/02 17:55
この回答かいとうへのおれい

れいおそくなりもうわけございません。
ありがとうございました。

れい日時にちじ:2010/04/09 21:39

> e を exp(1) で 定義ていぎしているのです。



いたでしょう?

lim[h→0] (1+h)^(1/h)
= lim[h→0] exp( log( (1+h)^(1/h) ) )  ; exp の定義ていぎより
= exp( lim[h→0] log( (1+h)^(1/h) ) )  ; exp の連続れんぞくせいより
= exp( 1 )                ; 質問しつもん文中ぶんちゅう結果けっかより

この回答かいとうへの補足ほそく

回答かいとうありがとうございます。
lim[x→∞]log(1+(1/x))^x=1として、
lim[x→∞](1+(1/x))^x=e^1=e
ということで理解りかいしました。

補足ほそく日時にちじ:2010/04/02 17:53

e の定義ていぎ補足ほそくにどうぞ

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