質問<3489>2006/12/23
年の瀬に失礼いたします。 (1)x>0のとき、任意の自然数nに対し e^x>n∑k=0(x^k/k!) が成り立つことを示せ。 (2)任意の自然数nに対し limx→+∞(x^n/e^x)=0 が成り立つことを示せ。 ※(1)はテーラー展開、(2)はロピタルの定理を使わずに という条件で、解けますでしょうか。 ★希望★完全解答★
お便り2006/12/24
from=wakky
質問<3473>のjuinさんの解答を見てください。
お便り2006/12/25
from=S~(社会人)
こんにちは。 (2) 任意の自然数nに対し limx→+∞(x^n/e^x)=0 が成り立つこ とを示せ。 の方だけです。( (1) を使わないで考えて見ました。 ) (イ) n<0 のとき、 x^n=1/x^|n|→0 ( x→∞ ) であるから、与式は成り 立つ。 (ロ) n=0 のとき、 与式は自明である。 (ハ) n>0 のとき f(x)=x^n/e^x とおくと、 f'(x)=(1/e^x)x^n{(n/x)-1} であるから、 十分に大きい x の範囲 ( x>n ) では f'(x)<0 で f(x) は単調に減少 する。 また、 f(x)>0 は自明である。 このとき、 0<m≦x^n/e^x なる m の存在を仮定すると、 1/m≧e^x/x^n=g(x) について、 g'(x)=(x-n)e^x/x^(n+1)>0 ( x>n ) g''(x)=(e^x/x^n){1- 2(n+1)/x + n(n+1)/x^2}>0 ( x>2(n+1) など ) で あるから、 g(x)>g(a)+g'(a)(x-a) ( a は十分に大きい或る正数 ) → ∞ ( x→∞ ) すなわち、 x→∞ で 1/m≧e^x/x^n→∞ これは矛盾である。 したがって、 m は存在しない。よって、題意が示せた。 p.s. 下記の数学 BBS でこの問題解法の一部の遣り取りをしています。 http://www2.ezbbs.net/cgi/reply?id=dslender&dd=07&re=26244 廻って見て下さい。
お便り2006/12/26
from=S~(社会人)
問題文の「 任意の自然数nに対し 」をよく読まないで n∈R で考えていました。 すみません。 勿論、 n∈N でも成り立ちます。