作者doom8199 (~口卡口卡 修~)
看板Math
標題[微積] lim sin(x)/x
時間Tue Oct 4 08:13:16 2011
#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
→ Sfly :這個lim= sin(x)在 0的微分..你要說是羅必達也行 10/04 08:22
※ 編輯: doom8199 來自: 140.113.211.139 (10/04 08:24)
→ dogy007 :問題的重點是整個體系發展的順序 10/04 09:34
→ dogy007 :首先是你如何定義 sinx 10/04 09:35
→ dogy007 :接下來是如何求得 lim sinx/x 10/04 09:35
→ dogy007 :一般微積分課本並未嚴格定義 sin x 10/04 09:36
→ dogy007 :或者使用直角三角形或單位圓定義 sinx 10/04 09:37
→ dogy007 :然後證明 lim sinx/x = 1 10/04 09:38
→ dogy007 :接著利用這個極限去證明 sinx 的微分 10/04 09:39
→ dogy007 :在這種順序下,不可用 L'Hospital 算 lim sinx/x 10/04 09:40
→ dogy007 :另外一個許多人沒注意到的部分是算 limsinx/x 10/04 09:41
→ dogy007 :如果用圓面積公式,那也要小心 10/04 09:42
→ dogy007 :因為圓面積可能是用三角函數積分得到 10/04 09:42
→ dogy007 :這又是循環論證 10/04 09:43
→ doom8199 :這樣問題來了,若照樓上大大所說 10/04 10:08
→ doom8199 :"B is true", "B→A is true" , 代表 A B 皆 ture 10/04 10:09
→ doom8199 :因此"以這樣的順序下",做 "A→B" 這件事情 10/04 10:10
→ doom8199 :應該也要是 true, 為何不能做? 10/04 10:11
→ doom8199 :To Sfly大大: 您的意思是 sin'(0) 等價於羅必達嗎@@? 10/04 10:15
推 jacky7987 :可是如果當初sin(x)是用e^{ix}來定義的話 10/04 10:28
→ jacky7987 :這樣的情況是不是就可以解除? 10/04 10:28
→ dogy007 :我記得以前看 Serge Lang 的分析學(?Analysis 1) 10/04 10:34
→ dogy007 :她是直接用泰勒級數來定義 sin x 10/04 10:35
→ dogy007 :這樣的確可以避開循環論證 10/04 10:35
→ dogy007 :不過能這樣教大一微積分嗎? 10/04 10:35
→ jacky7987 :可能得先學到級數和 再用逐項微分來避開? 10/04 10:40
→ jacky7987 :因為sinx的級數和除以一個x是簡單的事情? 10/04 10:41
→ jacky7987 :sinx的微分也可以透過逐項微分? 10/04 10:41
→ jacky7987 :能不能教給大一微積分可能得後面一點了XDDD 10/04 10:41
推 dogy007 :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
→ dogy007 :比如說 sinx 為角 x 對邊除以斜邊也要證 10/04 11:29
→ dogy007 :弧長公式也要證明 10/04 11:30
→ dogy007 :另一個可能定義為用積分定義 arcsinx 10/04 11:32
→ dogy007 :然後定義 sinx 10/04 11:32
→ goshfju :看怎麼定義吧 但大多的書在導 d/dx sinx=cosx 時 10/04 11:35
→ goshfju :都利用這個極限 所以無法使用L'Hospital 10/04 11:35
→ Sfly :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
→ Sfly : (當然分子微分之後要在原點連續) 10/04 12:37
→ plover :可以證明一下 L'Hopital's rule 嗎? 10/04 14:12
→ yhliu :依 Sfly 的意思, f'(x)=lim_{h→0}(f(x+h)-f(x))/h 10/04 16:56
→ yhliu :不是導數定義, 而是 l'Hopital's rule 的結果? 10/04 16:57