[微積] lim sin(x)/x

看板Math作者 (~口卡口卡 修~)時間14年前 (2011/10/04 08:13), 編輯推噓2(2038)
留言40則, 7人參與, 最新討論串1/4 (看更多)
#1EY71w0u □ [微積] 有一題證明題 有人可以幫我嗎? 因為看到這篇文章中版主大大的推文 想提出一個看法和一個疑惑點 <1> 『 sin(x) 能不能用 L'Hopital's rule 解 lim ─── ? x→0 x 』 我認為可以 理由是考慮以下兩個命題 : 『 d A: ── sin(x) = cos(x) dx 』 『 sin(x) B: lim ─── = 1 x→0 x 』 接著 " A→B " 是 true , 因為 L'Hopital's rule + lim 性質 " B→A " 是 true , 因為 三角函數的和角公式 + lim 性質 所以可推論出 A iff B 因此只要利用以上結論之外的其它任何推論 可以論證出 "A 是 true" 或 "B 是 true" 那就代表命題 A 和 B 皆為 true 例如 用了一些方法 (像是 Squeeze thm.) 證明 B 是 true 且 "B→A" 的推論也知道了 那用 L'Hopital's rule 來補 "A→B" 那塊的真偽我認為沒甚麼不行 當然在邏輯上      自己都已經知道 B 為 true 用 A→B 來得到 B 的真偽蠻畫蛇添足的 -------------- <2> 話是這麼說 但有個讓我 confuse 的點 那就是我上網有查到一篇資料: http://johnmayhk.wordpress.com/2010/02/27/circular-argument-on-sinx-over-x/ sin(x) 上面寫說證明 lim ─── = 1 本身就會犯 循環論證 x→0 x 原因是考慮以下兩命題 : 『 sin(x) B: lim ─── = 1 x→0 x 』 『 2 C: 半徑為 r 的圓面積 = πr 』 "C→B" 和 "B→C" 可以很簡單就推論出是 true 但問題是怎麼證明 "B 是 true" 或 "C 是 true" ? 或是有沒有辦法不利用圓面積公式 證明出 sin(x) < x < tan(x) if 0<x<π/2 ? 或是有其它方式可以證明命題 B 是對的 ? 因為以前不會想那麼細 所以很想把這一塊的思路整理清楚 麻煩大家解惑一下 多謝~ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 140.113.211.139

10/04 08:22, , 1F
這個lim= sin(x)在 0的微分..你要說是羅必達也行
10/04 08:22, 1F
※ 編輯: doom8199 來自: 140.113.211.139 (10/04 08:24)

10/04 09:34, , 2F
問題的重點是整個體系發展的順序
10/04 09:34, 2F

10/04 09:35, , 3F
首先是你如何定義 sinx
10/04 09:35, 3F

10/04 09:35, , 4F
接下來是如何求得 lim sinx/x
10/04 09:35, 4F

10/04 09:36, , 5F
一般微積分課本並未嚴格定義 sin x
10/04 09:36, 5F

10/04 09:37, , 6F
或者使用直角三角形或單位圓定義 sinx
10/04 09:37, 6F

10/04 09:38, , 7F
然後證明 lim sinx/x = 1
10/04 09:38, 7F

10/04 09:39, , 8F
接著利用這個極限去證明 sinx 的微分
10/04 09:39, 8F

10/04 09:40, , 9F
在這種順序下,不可用 L'Hospital 算 lim sinx/x
10/04 09:40, 9F

10/04 09:41, , 10F
另外一個許多人沒注意到的部分是算 limsinx/x
10/04 09:41, 10F

10/04 09:42, , 11F
如果用圓面積公式,那也要小心
10/04 09:42, 11F

10/04 09:42, , 12F
因為圓面積可能是用三角函數積分得到
10/04 09:42, 12F

10/04 09:43, , 13F
這又是循環論證
10/04 09:43, 13F

10/04 10:08, , 14F
這樣問題來了,若照樓上大大所說
10/04 10:08, 14F

10/04 10:09, , 15F
"B is true", "B→A is true" , 代表 A B 皆 ture
10/04 10:09, 15F

10/04 10:10, , 16F
因此"以這樣的順序下",做 "A→B" 這件事情
10/04 10:10, 16F

10/04 10:11, , 17F
應該也要是 true, 為何不能做?
10/04 10:11, 17F

10/04 10:15, , 18F
To Sfly大大: 您的意思是 sin'(0) 等價於羅必達嗎@@?
10/04 10:15, 18F

10/04 10:28, , 19F
可是如果當初sin(x)是用e^{ix}來定義的話
10/04 10:28, 19F

10/04 10:28, , 20F
這樣的情況是不是就可以解除?
10/04 10:28, 20F

10/04 10:34, , 21F
我記得以前看 Serge Lang 的分析學(?Analysis 1)
10/04 10:34, 21F

10/04 10:35, , 22F
她是直接用泰勒級數來定義 sin x
10/04 10:35, 22F

10/04 10:35, , 23F
這樣的確可以避開循環論證
10/04 10:35, 23F

10/04 10:35, , 24F
不過能這樣教大一微積分嗎?
10/04 10:35, 24F

10/04 10:40, , 25F
可能得先學到級數和 再用逐項微分來避開?
10/04 10:40, 25F

10/04 10:41, , 26F
因為sinx的級數和除以一個x是簡單的事情?
10/04 10:41, 26F

10/04 10:41, , 27F
sinx的微分也可以透過逐項微分?
10/04 10:41, 27F

10/04 10:41, , 28F
能不能教給大一微積分可能得後面一點了XDDD
10/04 10:41, 28F

10/04 11:28, , 29F
用級數定義 sin x 的麻煩之處在於許多東西要證明
10/04 11:28, 29F

10/04 11:29, , 30F
比如說 sinx 為角 x 對邊除以斜邊也要證
10/04 11:29, 30F

10/04 11:30, , 31F
弧長公式也要證明
10/04 11:30, 31F

10/04 11:32, , 32F
另一個可能定義為用積分定義 arcsinx
10/04 11:32, 32F

10/04 11:32, , 33F
然後定義 sinx
10/04 11:32, 33F

10/04 11:35, , 34F
看怎麼定義吧 但大多的書在導 d/dx sinx=cosx 時
10/04 11:35, 34F

10/04 11:35, , 35F
都利用這個極限 所以無法使用L'Hospital
10/04 11:35, 35F

10/04 12:34, , 36F
當分母恰好是 x, 而x-->0, 則羅必達等同原點微分值
10/04 12:34, 36F

10/04 12:37, , 37F
(當然分子微分之後要在原點連續)
10/04 12:37, 37F

10/04 14:12, , 38F
可以證明一下 L'Hopital's rule 嗎?
10/04 14:12, 38F

10/04 16:56, , 39F
依 Sfly 的意思, f'(x)=lim_{h→0}(f(x+h)-f(x))/h
10/04 16:56, 39F

10/04 16:57, , 40F
不是導數定義, 而是 l'Hopital's rule 的結果?
10/04 16:57, 40F
文章代碼(AID): #1EYa-VcK (Math)
文章代碼(AID): #1EYa-VcK (Math)