Estratto del documento

Funzioni, limiti e sviluppi

Continuità e derivabilità della funzione

f(x) = { sin(αx) - x/x-1 0 ≤ x < 1 ∪ x > 1 e-1/x2 x < 0 } α ∈ ℝ

f(0) = 0

limx→0+ f(x) = 0

limx→0- f(x) = 0 ⇒ f cont.

Per x ∈ (0,1) ∪ (1,+∞)

f’(x) = cos(αx) · α - x - 1 - x/(x - 1)2 = α cos(αx) + 1/(x - 1)2

Per x < 0 f’(x) = e-1/x2 · 2/x3

In x0 = 0

limx→0+ f(x) - f(0)/x - 0 = limx→0+ sin(αx) - x/x-1/x = limx→0+ [sin(αx)/x - x/x(x-1)] = α + 1 → α · sin(αx)/αx → α se α ≠ 0

limx→0- f(x) - f(0)/x - 0 = limx→0- e-1/x2/x

f(x) = { sin(αx) - x/x-1     0 ≤ x < 1 ∪ x > 1 { e-1/x2                x < 0                                α ∈ ℝ

f(0) = 0

limx→0+ f(x) = 0

limx→0- f(x) = 0 => f cont.

Per x ∈ (0,1) ∪ (1,+∞)

f''(x) = cos(αx) ⋅ α - x-1-x/(x-1)2 = α cos(αx) + 1/(x-1)2

Per x < 0

f''(x) = e-1/x22/x3

In x0 = 0

limx→0+ f(x) - f(0)/x - 0 = limx→0+ sin(αx) - x/x-1/x == limx→0+ [sin(αx)/x - x/x(x-1)] = α + 1                  → α ⋅ sin(αx)/αx                  → α , se α ≠ 0

limx→0- f(x) - f(0)/x - 0 = limx→0- e-1/x2/x

y = 1/x

limy→∞ y e−y2 = limy→∞ y/ey2 = 0

Se α + 1 = 0 (=> α = −1) e f è derivabile e f''(0) = 0.

1) Limite con seno, arctangente e logaritmo

1) limx→0 (sen x)2 − x2/(arctg x)2 − (log (1 + x))2

(sen x)2 − x2 = (x − x3/6 + o(x3))2 − x2 = x2x3/3 + o(x5) − 1/3 x4 + 2 x o(x3) − 1/3 x3 o(x3) − x2 = − 1/3 x4 + o(x4)

(arctg x)2 − (log (1 + x))2 = (x − x3/3 + o(x4))2 − (x − x2/2 + x3/3 + o(x3))2 = [x2 + x6/9 + o(x5) − 2/3 x3 + 2 x o(x3)] − [x22/3 x3 o(x3) + 3/3 o(x3)] = [x22/3 x4 + o(x4)] − [x2 − x3 + (2/3 + 1/4) x4 + o(x4)] = x3 + x4 (−2/32/31/4) + o(x4) = x3 + o(x3)

\limx→0 \frac{- \frac{1}{3} x4 + o(x4)}{x3 + o(x3)} = \limx→0 \frac{- \frac{1}{3} x4}{x3} = 0.

2) Limite con esponenziale e radice

2) \limx→0 \frac{ex \sin x - x \cdot \sqrt{1 + αx}}{ex \log(1+x) - \sin x \cdot \sqrt{1 + 2x}}

α ∈ \mathbb{R}

ex \sin x - x \sqrt{1 + αx} == (1 + x + \frac{x2}{2} + \frac{x3}{6} + o(x3)) \left(x - \frac{x3}{6} + o(x3)\right)- x \left(1 + \frac{1}{2}(αx) - \frac{1}{8}(αx)2 + \frac{1}{16}(αx)3 + o(x3)\right) = \frac{x3}{6} + o(x3) + \frac{x2}{2} x - \frac{x3}{2} - \frac{1}{2}αx2 + \frac{1}{8} α2 x3 = (\frac{1}{2} - α)x2 + \left(- \frac{1}{6} + \frac{1}{2} + \frac{1}{8} α2\right)x3 + o(x3)

ex \log(1+x) - \sin x \cdot \sqrt{1 + 2x} = (1 + x + \frac{x2}{2} + \frac{x3}{6} + o(x3)) \left(x - \frac{x2}{2} + \frac{x3}{3} + o(x3)\right)- \left(x - \frac{x3}{6} + o(x3)\right) (1 + \frac{1}{2}(2x) - \frac{1}{8}(2x)2 + \frac{1}{16}(2x)3 + α(x3)) = \bigg[x - \frac{x2}{2} + \frac{x3}{3} + o(x3)\bigg] + \bigg[\frac{x2}{2} - \frac{x3}{2}\bigg]- x \cdot \frac{x3}{6} + o(x3) + \frac{x2}{2}+ \frac{x3}{3} - \frac{1}{2}x3 = -\frac{x2}{2} + x3 \left(\frac{1}{3} + \frac{1}{6} -\frac{1}{2}\right) + o(x3) = -\frac{x^2}{2} + O(x^2)

\lim_{x \to 0} \frac{(1 - \frac{1}{2}\alpha)x^2 + (\frac{1}{3} + \frac{1}{8}\alpha^2)x^3 + O(x^3)}{-\frac{1}{2}x^2 + O(x^2)}. \ \ \text{se} \ \alpha = 2

\lim_{x \to 0} \frac{(\frac{1}{3} + \frac{1}{2})x^3 + O(x^3)}{-\frac{1}{2}x^2 + O(x^2)} = 0. \ \ \text{se} \ \alpha \neq 2

\lim_{x \to 0} \frac{(1 - \frac{1}{2}\alpha)x^2 + O(x^2)}{-\frac{1}{2}x^2 + O(x^2)} = 2(1 - \frac{1}{2}\alpha) = \alpha - 2.

3) Limite con coseno, seno e logaritmo

3) \ \lim_{x \to 0^+} \frac{\cos(x^\alpha) - \sqrt{1 - \sin x}}{-x \cdot \log(1 + \sin x)}, \ \ \alpha > 0

= \cos(x^\alpha) - \sqrt{1 - \sin x} = \left[-\frac{1}{2}(x^\alpha)^2 + \frac{1}{4!}(x^\alpha)^4 + O((x^\alpha)^4)\right]- \left[-\frac{1}{2}\sin x - \frac{1}{8}(\sin x)^2 + \frac{1}{16}(\sin x)^3 + O(\sin^3 x)\right] = -\frac{1}{2}x^{2\alpha} + \frac{1}{4!}x^{4\alpha} + O(x^{4\alpha}) + \frac{1}{2}\sin x + \frac{1}{8}\sin^2 x = -\frac{1}{2}x^{2\alpha} + \frac{1}{4!}x^{4\alpha} + O(x^{4\alpha}) + \frac{1}{2}\sin x + \frac{1}{8} \left(x - \frac{x^3}{6} + O(x^3)\right)^2 + \frac{1}{16} \left(x - \frac{x^3}{6} + O(x^3)\right)^3 + o((x - x36 + o(x3))3)

= -12x + 124x + o(x) ++ 12x - 112x3 + o(x3) + 18x2 + 116x3 = -12x + 124x + o(x) ++ 12x + 18x2 + (116 - 112)x3 + o(x3) = ...

se 2α = 1 (α = 12) ... = (18 + 124)x2 + o(x2) = 16x2 + o(x2)

se 0 < α < 12 ... = -12x + o(x)

se α > 12 ... = 12x + o(x)

x - log (1 + sin x) == x - (sin x - 12sin2x + 13sin3x + o(sin3x)) = x - [(x - x36 + o(x3)) - 12(x - x36 + o(x3))2 ++ 13(x - x36 + o(x3))3 + o((x - x36 + o(x3))3)]

Anteprima
Vedrai una selezione di 3 pagine su 6
Esercitazione guidata Analisi Matematica 1 - settima parte Pag. 1 Esercitazione guidata Analisi Matematica 1 - settima parte Pag. 2
Anteprima di 3 pagg. su 6.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Esercitazione guidata Analisi Matematica 1 - settima parte Pag. 6
1 su 6
D/illustrazione/soddisfatti o rimborsati
Acquista con carta o PayPal
Scarica i documenti tutte le volte che vuoi
Dettagli
SSD
Scienze matematiche e informatiche MAT/05 Analisi matematica

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher KRondal98 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Analisi matematica 1 e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università Politecnica delle Marche - Ancona o del prof Ambrosio Vincenzo.
Appunti correlati Invia appunti e guadagna

Domande e risposte

Hai bisogno di aiuto?
Chiedi alla community