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自然底に対し、$$ 2 $$$$ < $$$$ e < $$$$ 3 $$の証明で、定義式を2変数関数と見なして、極限操作と上下限操作で直観的に示す方法が示されていた。問題があるとして削除されたが、考え方自体は面白いし良さそうなので、考えてみた。

お題:

$$ e $$$$ = $$$$ \lim_{c\to\infty} $$$$ \Big( $$$$ 1 $$$$ + $$$$ \ffd1c \Big)^c $$

$$ = $$$$ \lim_{c\to\infty} $$$$ \sum_{i=0}^c $$$$ {}_c\mathrm{C}_i $$$$ \ffd1{c^i} $$

$$ = $$$$ \lim_{c\to\infty} $$$$ \Big( $$$$ _{_1}\cancel{{}_c\mathrm{C}_0}\!\!\ffd1{_{_1}\cancel{c^0}} $$$$ + $$$$ _{_c}\cancel{{}_c\mathrm{C}_1}\!\!\ffd1{_{_c}\cancel{c^1}} $$$$ + $$$$ {}_c\mathrm{C}_2 $$$$ \ffd1{ c^2 } $$$$ + $$$$ {}_c\mathrm{C}_3 $$$$ \ffd1{ c^3 } $$$$ + $$$$ \cdots $$$$ + $$$$ {}_c\mathrm{C}_c $$$$ \ffd1{ c^c } $$$$ \Big) $$

 $$ = $$$$ 2 $$$$ + $$$$ \lim_{c \to \infty} $$$$ \sum_{i=2}^c $$$$ {}_c\mathrm{C}_i $$$$ \ffd1{c^i} $$

 $$ = $$$$ 2 $$$$ + $$$$ \lim_{c \to \infty} $$$$ \sum_{i=2}^c $$$$ \ffd1{c!} $$$$ \ffd{_c\mathrm{P}_i}{c^i} $$

 $$ = $$$$ 2 $$$$ + $$$$ \lim_{c \to \infty} $$$$ \Big( $$$$ \ffd1{2!} $$$$ \ffd{_c\mathrm{P}_2}{c^2} $$ $$ + $$$$ \ffd1{3!} $$$$ \ffd{_c\mathrm{P}_3}{c^1} $$ $$ + $$$$ \cdots $$$$ + $$$$ \ffd1{c!} $$$$ \ffd{_c\mathrm{P}_c}{c^c} $$$$ \Big) $$

 $$ =\!\!\!\!? $$$$ \lim_{c \to \infty} $$$$ \lim_{c \to \infty} $$$$ \Big( $$$$ 1 $$$$ + $$$$ \ffd1a \Big)^c $$

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