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令和元年度・基礎科目 I-1-6

マクローリン展開・オイラーの等式・ロピタルの定理

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解説

ポイント

数学の有名な3つの式・定理を,式の形から名前と結びつける問題です。

考え方と解き方

それぞれの式の「形の特徴」を手がかりにします。

ア:xk を足し合わせるべき級数で,係数が k 回微分して x=0 を入れた値を k!(k の階乗)で割ったものなので「マクローリン展開」です。sin・cos の足し算ではないのでフーリエ級数ではありません。

イ:e,π,i が1つの式に入った eiπ+1=0 は「オイラーの等式」です。

ウ:0/0 や ∞/∞ の形になる極限を,分子と分母をそれぞれ微分した f′/g′ の極限に置きかえるのは「ロピタルの定理」です。答えは ア マクローリン展開,イ オイラーの等式,ウ ロピタルの定理

覚えておくこと

  • マクローリン展開:関数を x=0 のまわりで 1,x,x2,… のべき級数で表す。テイラー展開の a=0 の場合
  • オイラーの公式 eiθ = cosθ+i sinθ に θ=π を入れると,オイラーの等式 eiπ+1=0
  • ロピタルの定理:0/0 や ∞/∞ の極限は,分子と分母を微分した比の極限で求めてよい
  • フーリエ級数:周期的な関数を sin と cos の足し算で表す

出典:令和元年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-1-6(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:数学