質問<3473>
「「極限(?)」」
日付 2006/11/28
質問者 サイ


いつもお世話になっています。

① x>0のとき、任意のn(nは自然数)に対し
   \(e^{x}\) > Σ(\(x^{k}\)/k!) (ΣはK=0からnまで)
  が成り立つことを示せ。

テイラー展開を用いる以外の証明方法に関してアドバイスお願いします。

② 任意のn(nは自然数)に対し
   lim(x→+∞)(\(x^{n}\)/\(e^{x}\))=0
  が成り立つことを示せ。

ロピタル以外の証明方法に関してアドバイスお願いします。

よろしくお願いします

★希望★完全解答★

お便り
日付 2006/12/1
回答者 μg


① f(x)=(左辺)-(右辺) とおいて
  任意のnに対し、f(x)がx>0において単調増加であることを示せばよい。

  微分や数学的帰納法などを用いる

② ①を用いてはさみうち

お便り
日付 2006/12/2
回答者 juin


(1)数学的帰納法による。
n=0のとき。\(e^{0}\)=1,(\(e^{x}\)-1)'=\(e^{x}\)>0だから、\(e^{x}\)>1
nまで成り立つとする。つまり、\(e^{x}\)>Σ[k=1,n]\(x^{k}\)/k!
n+1のとき。\(e^{0}\)=1=Σ\(0^{k}\)/k!
(\(e^{x}\)-Σ[k=0,n+1]\(x^{k}\)/k!)'=\(e^{x}\)-Σ[k=0,n]\(x^{k}\)/k!>0「帰納法の仮定による」
よって、\(e^{x}\)>Σ[k=o,n+1]\(x^{k}\)/k!
(2)
(1)の結果を使う。
\(x^{n}\)/\(e^{x}\)<\(x^{n}\)/{Σ[k=0,n+1]\(x^{k}\)/k!}<\(x^{n}\)/{x^(n+1)/(k+1)!}→0 (as x→∞)