Limiti in una variabile
Esercizio 13
Calcolare
limx=0 (ex - 1 - 2x - x2/2 + sin x)/(x sin2 x).
Soluzione. Sviluppando con Taylor si ha
limx=0 (ex - 1 - 2x - x2/2 + sin x)/(x sin2 x) = limx=0 (ex - 1 - 2x - x2/2 + sin x)/x3 (limx=0 x/sin x)2 =
= limx=0 (1 + x + x2/2 + x3/6 + o(x3) - 1 - 2x - x2/2 + x - x3/6 + o(x3))/x3 =
= limx=0 o(x3)/x3 = 0.
Calcolare limite per lo zero che è alla x meno uno meno due x meno x al quadrato mezzi più seni x tutto fratto x per il seno quadrato di x
Ora, in questo caso appare abbastanza evidente la necessità di usare gli sviluppi di Taylor di cloni, se vogliamo, in quanto qui il centro x, quello zero, va fatto. Attenzione a fermarsi, ad arrestarsi all'ordine adatto per riuscire a concludere contro un ben preciso. Sviluppiamo in particolare fino al terzo ordine, dopo aver osservato che, grazie a un limite notevole, possiamo semplificare la frazione in quanto alla x meno uno meno 2xx4 mezzi più x fratto x quattro x lo possiamo scrivere come e alla x meno uno meno 2xx4 mezzi più scemi x fratto x la terza che moltiplica x al quadrato fratto se x otto.
A questo punto il secondo fattore lo isoliamo. Rimane il limite per x che tende a zero di x x tutto al quadrato. Questo fattore non dà fastidio in quanto il suo valore è uno per il limite notevole del seno. Rimane da calcolare quindi il limite per x, la x per uno meno due x altrimenti più x tutto fratto x al cubo, cui denominatore va come x al cubo.
Per cui l'idea di base è quella di arrestarsi almeno fino alla potenza terza, fino all'infinitesimo di ordine tre al numeratore. Quindi sviluppiamo alla x fino appunto a un picco di x. Alla terza lo sviluppo è uno più x e più x al quadrato metti più x al cubo se resti più appunto il resto più piccolo di x alla terza meno uno x lasciamo e anche x quattro mesi sviluppiamo x fino anch'esso ad avere il resto più piccolo di x.
La terza quindi sarà più x meno x, la terza fratto sei più piccola di x alla terza. Semplificando le potenze che si possono semplificare, ricordando che la somma di un piccolo infinitesimo, infinitesimo dello stesso ordine, si arriva al limite per zero t o piccolo di x alla terza fatto x, la terza che è zero per definizione più piccolo.