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極限値を求める問題

◆第問目!

【 数Ⅱ : 難易度 ★★ 】
 関数\(\hspace{1pt}f(x)\hspace{1pt}\)は\(\hspace{1pt}x=a\hspace{1pt}\)で微分係数\(\hspace{1pt}f'(a)\hspace{1pt}\)を持つとする
 このとき\(\displaystyle \hspace{3pt}\lim_{h \rightarrow 0}{ \frac{f(a+2h) - f(a-4h)}{h}}\hspace{4pt}\)を\(\hspace{3pt}f'(a)\hspace{2pt}\)で表せ

極限値を $${\displaystyle}f'(a)=\lim_{h \rightarrow 0} \frac{f(a+h) - f(a)}{h}$$ の形が現れるように変形します

【解答のポイント】

極限値を微分係数の定義 $${\displaystyle}f'(a)=\lim_{h \rightarrow 0} \frac{f(a+h) - f(a)}{h}$$ の形が現れるように変形します。

【解答】

与えられた式を変形すると、以下のように変形されます。

$$ \begin{aligned} \hspace{10pt}& \lim_{h \rightarrow 0}{ \frac{f(a+2h) - f(a-4h)}{h}} \\[1em] & = \lim_{h \rightarrow 0}{ \frac{f(a+2h) -f(a) + f(a)- f(a-4h)}{h}}\\[1em] & = \lim_{h \rightarrow 0}{ \frac{f(a+2h) -f(a) }{h}} - \lim_{h \rightarrow 0}{ \frac{f(a-4h) -f(a) }{h}}\\[1em] & = \lim_{h \rightarrow 0}{ \frac{f(a+2h) -f(a) }{2h} \cdot 2} - \lim_{h \rightarrow 0}{ \frac{f(a-4h) -f(a) }{-4h}\cdot (-4)}\hspace{10pt}\\[1em] & =2 f'(a) + 4 f'(a)\\[1em] & = 6 f'(a)\\[1em] \end{aligned} $$

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