logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wy縮ze » zadanie

Inne, zadanie nr 165

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

poziomka
post贸w: 1
2011-10-17 11:00:37

Korzystaj膮c z definicji, uzasadni膰 podane r贸wno艣ci:
a) lim (7-2x) = 3
x -> 2

b) lim sin x = 0
x -> 0

c) lim \sqrt{x+1} = 2
x -> 3

d) lim \frac{x^{4} - 1}{x^{2} - 1}
x -> 1

M贸g艂by kto艣 wyt艂umaczy膰, jak to wszystko robi膰? Jak przedstawi膰 to definicj膮? Z g贸ry b臋d臋 bardzo wdzi臋czna:)


tumor
post贸w: 8070
2012-09-21 13:18:28

A z definicji Cauchy\'ego czy Heinego? :)

Definicja Cauchy\'ego m贸wi, 偶e $y_0$ jest granic膮 funkcji w $x_0$, je艣li dla dowolnej kuli otwartej $K(y_0,\epsilon)$ istnieje kula otwarta $K(x_0,\delta)$ taka, 偶e dla $x\in K(x_0,\delta)\backslash \{x_0\}$ mamy$f(x) \in K(y_0,\epsilon)$.

Albo mo偶e pro艣ciej: jak ma艂ego $\epsilon$ nie wybierzemy, to znajdziemy $\delta$, 偶e je艣li $0<|x-x_0|<\delta$ to $|f(x)-y_0|<\epsilon$

a)
Ustalmy $\epsilon>0$
Szukamy $\delta$ takiej, aby
$|x-x_0|<\delta \rightarrow |f(x)-y_0|<\epsilon$
$|x-2|<\delta \rightarrow |7-2x-3|<\epsilon$
$|x-2|<\delta \rightarrow |4-2x|<\epsilon$
$|x-2|<\delta \rightarrow 2|x-2|<\epsilon$
$|x-2|<\delta \rightarrow |x-2|<\frac{1}{2}\epsilon$

Zatem $\delta\le\frac{1}{2}\epsilon$
$\epsilon$ wybrali艣my dowolnie, zatem dla ka偶dego znajdziemy $\delta$.

b)Ustalmy $\epsilon>0$
Szukamy $\delta$ takiej, aby
$|x-x_0|<\delta \rightarrow |f(x)-y_0|<\epsilon$
$|x|<\delta \rightarrow |\sin x|<\epsilon$

Wypada w tym miejscu wiedzie膰, 偶e $|\sin x|\le |x|$ (co uzasadnia si臋 geometrycznie. Narysujmy okr膮g o promieniu $1$ i 艣rodku $(0,0)$ w uk艂adzie wsp贸艂rz臋dnych. Je艣li $\alpha$ jest k膮tem w mierze 艂ukowej, to zarazem jest d艂ugo艣ci膮 艂uku na okr臋gu wyznaczonego przez k膮t $\alpha$. Natomiast $\sin\alpha$ to tylko odci臋ta punktu przeci臋cia ramienia k膮ta i okr臋gu).

Zatem $\delta\le\epsilon$

c)
Ustalmy $\epsilon>0$
Szukamy $\delta$ takiej, aby
$|x-x_0|<\delta \rightarrow |f(x)-y_0|<\epsilon$
$|x-3|<\delta \rightarrow |\sqrt{x+1}-2|<\epsilon$
$-\delta<x-3<\delta \rightarrow -\epsilon<\sqrt{x+1}-2<\epsilon$
$-\delta<x-3<\delta \rightarrow 2-\epsilon<\sqrt{x+1}<2+\epsilon$

Dla ma艂ych $\epsilon$ (a o takie nam chodzi) nier贸wno艣膰 po prawej odpowiada nier贸wno艣ci
$4-2\epsilon + \epsilon^2<x+1<4+2\epsilon + \epsilon^2$
$-2\epsilon + \epsilon^2<x-3<2\epsilon + \epsilon^2$
Czy umiemy znale藕膰 $\delta$, alby
$-\delta<x-3<\delta \rightarrow -2\epsilon + \epsilon^2<x-3<2\epsilon + \epsilon^2$ ?
Wystarczy, by艣my mieli
$-2\epsilon + \epsilon^2<-\delta <x-3<\delta<2\epsilon + \epsilon^2$
A takie warunki spe艂nia na przyk艂ad $\delta=\epsilon^2$

(Na $\epsilon$ i $\delta$ mo偶na patrze膰 jak na liczby bardzo, bardzo ma艂e. Nie interesuje nas, co si臋 dzieje, gdy s膮 spore. Zupe艂nie wystarcza poprawne zachowanie, gdy s膮 ma艂e.)

d) $\lim_{x \to 1} \frac{x^{4} - 1}{x^{2} - 1}=2$

Zauwa偶my, 偶e dla $x\neq\pm 1$ mamy
$\frac{x^{4} - 1}{x^{2} - 1}=(x^2+1)$

Wystarczy pokaza膰, 偶e $\lim_{x \to 1}(x^2+1)=2$
Ustalmy $\epsilon>0$
Szukamy $\delta$ takiej, aby
$|x-x_0|<\delta \rightarrow |f(x)-y_0|<\epsilon$

$|x-1|<\delta \rightarrow |x^2+1-2|<\epsilon$
$1-\delta<x<1+\delta \rightarrow 1-\epsilon<x^2<1+\epsilon$

Wystarczy nam, je艣li $(1+\delta)^2<1+\epsilon$
oraz $1-\epsilon<(1+\delta)^2$
czyli
$1+2\delta+\delta^2<1+\epsilon$
$2\delta+\delta^2<\epsilon$
oraz
$-\epsilon<-2\delta+\delta^2$

Te warunki spe艂nia na przyk艂ad $\delta=\frac{\epsilon}{3}$

strony: 1

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj