・ε-δ論法                          スズキ氏

 質問です。 limx→1 (1/x)=1 をε-δ論法を使って証明してほしいです。


 DD++さんからのコメントです。

 与えられた ε>0 に対し、δ=ε/(1+ε) と取れば、|x-1|<δ のとき、

x>1-δ = 1/(1+ε)>0 なので、

|1/x - 1| = δ/x < {ε/(1+ε)}/{1/(1+ε)} = ε よって、示された。


(コメント) ε-δ論法って、懐かしいですね。私も大学1年の微積分学の講義で洗礼を受
      けました。高校での「限りなく近づく」という曖昧な表現が不等式を用いてきちんと
      表されることに感動した覚えがあります。投稿されたスズキさんは、大学1年生く
      らいですかね?

 ε-δ論法のコツは逆算ですね。DD++さんがさりげなく書いている「δ=ε/(1+ε) 」も逆
算から得られます。すなわち、

  |1/x - 1|<εから、 1-ε<1/x<1+ε

 εは十分小さいので、1-ε>0 としてよい。このとき、

   1/(1+ε)<x<1/(1-ε) より、 -ε/(1+ε)<x-1<ε/(1-ε)

 そこで、ε>0 において、 ε/(1+ε)<ε/(1-ε) なので、ε/(1+ε)=δ とおくと、

 |x-1|<δ ならば、|1/x - 1|<εが成り立つ。

 この計算過程の裏側を見せないで、格好良く、ε-δ論法風に書けば、

 任意のε(>0)に対して、あるδ(=ε/(1+ε))が存在して、

  |x-1|<δ ならば、|1/x - 1|<εが成り立つ


となるわけです。


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