大学への数学(東京出版)に「安田の定理」が紹介されていました。
微分可能な関数g(x)、h(x)があって、その商をとった関数g(x)/h(x)がx=aで極値を取るとき、g(a)/h(a) = g’(a)/h’(a)が成り立つ。(ただし、h’(a)≠0)
これは逆も成り立ちます。
これとロピタルの定理は似ていると思うのですが、2つの定理を何とか統一的に解釈したいのですが、いいアイデアはありますでしょうか?
#数学では、まったく異なると思われていた事象に、深い関連が見つかることはよくある話だと思います。
A 回答 (3件)
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No.3
- 回答日時:
実際の文献を読んでいないので確実なことは言えませんが、
似ているというより、ロピタルの定理の一部が「安田の定理」なのではないでしょうか?
ロピタルの定理では、
微分可能な関数f(x)、g(x)があって、その商をとった関数f(x)/g(x)がx=aで極値を取るとき
lim_{x->a}f(x)/g(x) = f'(a)/g'(a)が成り立つ。(ただし g'(a)≠0)
というものですが、結局
ロピタルの定理の場合は
f(a)、g(a)に制限がなく(ゼロでも発散してもいい)、
で、安田の定理の場合は
g(a)≠0
という制限がついているだけの気がします。
No.2
- 回答日時:
(極限はすべてx→aです)
f(x)/g(x)がx=aで極値をとるとき、
0={f(a)/g(a)}'={f'(a)g(a)-f(a)g'(a)}/g(a)^2
=lim{f(x)-f(a)}g(a)/g(a)^2(x-a)-limf(a){g(x)-g(a)}/g(a)^2(x-a)
よって
lim{f(x)-f(a)}/g(a)(x-a)=limf(a){g(x)-g(a)}/g(a)^2(x-a) ・・・(1)
ロピタルの定理
f'(a)/g'(a)=lim{f(x)-f(a)}/{g(x)-g(a)}
=limg(a)(x-a){f(x)-f(a)}/{g(x)-g(a)}g(a)(x-a)
=[lim{f(x)-f(a)}/g(a)(x-a)]*[limg(a)(x-a)/{g(x)-g(a)}]
(ここで(1)を使います)
=[limf(a){g(x)-g(a)}/g(a)^2(x-a)]*[limg(a)(x-a)/{g(x)-g(a)}]
=lim[f(a){g(x)-g(a)}/g(a)^2(x-a)]*[g(a)(x-a)/{g(x)-g(a)}]
=limf(a)/g(a)
=f(a)/g(a)
素人考えですが、まったく無関係とはいえないのではないでしょうか。
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