微分積分入門 演習問題(Lec 10, 2020年07月08日)

I
$f(t)=\sin t$に対して$3$階のTaylorの定理を適用しましょう. $a=0$, $b=t$とします.
II
$g(t)=\cos t$に対して$3$階のTaylorの定理を適用しましょう. $a=0$, $b=t$とします.
III
極限 \begin{equation*} \lim_{t\rightarrow 0}\frac {\sin t-t}{t^3} \end{equation*} をCauchyの定理またはTaylorの定理を用いて求めましょう.
IV
$f(x)=\sin x$に4階のTaylorの定理を適用して不等式
\begin{equation} \sin x > x-\frac 1{3!}x^3\quad (0 < x <\pi) \end{equation} を示しましょう.
V
$$ \varphi(x)=-\frac x2+\sqrt{1-\frac 34x^2} $$ が $$ x^2+x\varphi(x)+\varphi(x)^2-1=0 $$ が成立することを用いて $\varphi'(x)$, $\varphi''(x)$を$x$と$\varphi(x)$で表しましょう.
VI
$$ \varphi(x)=\frac {1-x}{x-2} $$ が $$ x\varphi(x)+x-2\varphi(x)-1=0 $$ を満たすことを用いて以下を考えましょう.
(1) $$ \varphi'(x)=\frac {1+\varphi(x)}{2-x} $$ が成立することを示しましょう.
(2) $\varphi''(x)$を$x$と$\varphi(x)$で表しましょう.
VII
$\varphi(x)$ が $$ x^2-x\varphi(x)+\varphi(x)^2-3=0 $$ を満たすことを用いて $\varphi'(x)$と$\varphi''(x)$を $x$と$\varphi(x)$で表しましょう.