一个重要权限的证明
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这个权限是:
$$ \lim_{x \to 0}\frac{sinx}{x} = 1 $$
证明方法是用几何方法,这里学到了不少东西。
先看图:
证明:
做一个半径为 1 的圆,x 为该扇形的弧度,所以弧长 $\widehat{AB} = x, BO = AO = 1 $,
则:
$$ sinx = \frac{BC}{BO} = BC $$
由于:
$$ sinx = \frac{AD}{DO} $$ $$ cosx = \frac{AO}{DO} = \frac{1}{DO} $$
两式相除,得:
$$ tanx = \frac{\frac{AD}{DO}}{\frac{1}{DO}} = AD $$
三角形 AOB 的面积为:
$$ S_{\Delta AOB} = \frac{1}{2}BC \times AO = \frac{1}{2}BC \times 1 = \frac{1}{2}sinx $$
扇形 AOB 的面积为:
$$ S_{\widehat{AOB}} = \frac{1}{2}\widehat{AB} \times AO = \frac{1}{2}\widehat{AB} \times 1 = \frac{1}{2}x $$
三角形 AOD 的面积为:
$$ S_{\Delta AOD} = \frac{1}{2}AD \times AO = \frac{1}{2}AD \times 1 = \frac{1}{2}tanx $$
从图中可以看出,
三角形 AOB 的面积 < 扇形 AOB 的面积 < 三角形 AOD 的面积
所以:
$$ \frac{1}{2}sinx \lt \frac{1}{2}x \lt \frac{1}{2}tanx $$
所以:
$$ sinx \lt x \lt tanx $$
都除以 sinx,得:
$$ 1 \lt \frac{x}{sinx} \lt \frac{1}{cosx} $$
取倒数,得:
$$ cosx \lt \frac{sinx}{x} \lt 1 $$
通过画图,容易得:
$$ \lim_{x \to 0}cosx = 1$$
$$ \lim_{x \to 0}1 = 1 $$
根据夹逼定理,得 $$ \lim_{x \to 0}\frac{sinx}{x} = 1 $$
证毕。