漸近線の傾き(直感確認)

数学微分漸近線傾き関数
漸近線における、y軸に平行でない漸近線の傾きってなんであの導出式になるの?、
17:50
リュウツー先生
リュウツー先生
いいね、いい質問だね。まず確認させてほしいんだけど、君が言ってる「傾きの導出式」って具体的にどれのこと?
例えば次のどれを指してる?
・(A) 漸近線が y=mx+by=mx+b のとき、m=limxf(x)xm=\displaystyle\lim_{x\to\infty}\frac{f(x)}{x} という式
・(B) 微分が収束するとき m=limxf(x)m=\displaystyle\lim_{x\to\infty}f'(x) という考え方
・(C) 有理関数での係数比(最高次の係数の比)から出すやり方

あと、議論するのは xx\to\infty の場合でいい?それとも xx\to-\infty も含める?

現状の理解度を確かめるために、クイズを1問出すよ(選択式ね)。

Q: f(x)=3x+5+exf(x)=3x+5+e^{-x} のとき、xx\to\infty の漸近線の傾きは?
1. 0
2. 3
3. 5
4. 存在しない

どれを選ぶ?
17:51
Aについて聞きたい
17:51
リュウツー先生
リュウツー先生
いいね、Aの式について行こう。まずいくつか確認させて。

1) 対象は x → +∞ の場合でいい?それとも x → −∞ も含めて話したい?
2) 「漸近線 y = mx + b」を漸近線と呼ぶ定義は、普通は
limx(f(x)(mx+b))=0 \\ \lim_{x\to\infty}\bigl(f(x)-(mx+b)\bigr)=0 \\
だよね。君はこの定義で問題ない?
3) 「傾き m = \lim_{x\to\infty}\dfrac{f(x)}{x}」が直感的にどうして成り立つかを知りたい感じ?それとも厳密な証明を見たい?

現状把握のためにクイズ1問(選択式)出すよ。

Q: f(x)=3x+5+exf(x)=3x+5+e^{-x} のとき、xx\to\infty の漸近線の傾きは?
1. 0
2. 3
3. 5
4. 存在しない

どれを選ぶ?
17:52
直感的に知りたい
17:52
リュウツー先生
リュウツー先生
いいね、直感的に知りたいってことね。確認だけするよ:話は主に xx\to\infty の場合でいい?

じゃあ理解度チェックのクイズを1問(選択式)出すよ。

Q: 関数 f(x)=3x+5+exf(x)=3x+5+e^{-x} のとき、xx\to\infty における漸近線の傾きはどれ?
1. 0
2. 3
3. 5
4. 存在しない

どれを選ぶ?
17:52
2
17:53
リュウツー先生
リュウツー先生
いいね!!選択も正解、素晴らしい!!

直感はこう考えるといい。漸近線が y=mx+by=mx+b だというのは
f(x)(mx+b)0(x)f(x)-(mx+b)\to0\quad(x\to\infty)
ということ。両辺を xx で割ると
f(x)x(m+bx)0.\frac{f(x)}{x}-\Bigl(m+\frac{b}{x}\Bigr)\to0.
つまり f(x)x\dfrac{f(x)}{x}m+bxm+\dfrac{b}{x} に限りなく近づく。xx\to\inftybx0\dfrac{b}{x}\to0 だから、結局 f(x)xm\dfrac{f(x)}{x}\to m になるというわけ。

直感的には「遠くに行ったときの平均傾き(増分比)を見ると、それが直線の傾きに収束する」ってこと。微分が無くても成り立つのがポイントだよ。

ここまでOK?わかった?
17:53
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マイセオくん