Calcolo del limite al variare del parametro

Messaggioda rdlf » 20/04/2015, 15:27

Salve a tutti.
Sono alle prese con il seguente limite al variare di $\alpha in RR$

$\lim_{n \to \infty} root(n)(5(n^3)-2)*(sqrt(4n^4+6n^3)-sqrt(4(n^alpha)+1))*log(cos(3/sqrt(n+2)))$

Ho pensato di sfruttare la proprietà del prodotto e trattare il limite di ogni termine separatamente, e qui vengono i problemi!

Per il termine $\lim_{n \to \infty} root(n)(5(n^3)-2)$ mi viene la forma indeterminata $infty^0$: io ho proceduto così ( se ho sbagliato qualche proprietà delle potenze sono pronto al linciaggio :roll: )

$\lim_{n \to \infty} root(n)(5(n^3)-2) = \lim_{n \to \infty} root(n)(n^3(5-2/n^3)) = \lim_{n \to \infty} root(n)(n^3)*root(n)(5) = \lim_{n \to \infty} n^(3*(1/n))*0 = \lim_{n \to \infty} n^(3/n)*0 $ il quale dovrebbe risultare $(infty^0)*0$, il che mi sembra decisamente sbagliato.

Per il termine $ \lim_{n \to \infty}(sqrt(4n^4+6n^3)-sqrt(4(n^alpha)+1))$, sinceramente, non so neanche da dove iniziare, forse proverei razionalizzando, e quel paramentro $\alpha$ mi lascia con ddei dubbi ( cosa significa "al suo variare"? da che valore a che valore si intende? forse fare la distinzione da quando è negativo a quando è positivo fino a quando è uguale zero?)

L' ultimo termine; $log(cos(3/sqrt(n+2)))$, mi pare il più semplice in quanto il termine tra parente si dovrebbe far 0, quindi il coseno è 1, il cui logaritmo riporta a 0.

Ringrazio in anticipo chiunque mi possa dare una mano

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AGGIORNAMENTO

Per il primo termine ho risolto ponendo il limite come $e^(log(5n^3-2)^(1/n)) = e^((1/n)log(5n^3-2)) = e^(log(5n^3-2)/n)$;
da qui mi accorgo che l' $n$ al denomiatore è un infinito di ordine maggiore qui si riduce tutto a $e^0 = 1$

Ora il problema rimane $ \lim_{n \to \infty}(sqrt(4n^4+6n^3)-sqrt(4(n^alpha)+1))$ :-D
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Re: Calcolo del limite al variare del parametro

Messaggioda Summerwind78 » 20/04/2015, 18:42

ciao

per prima cosa ricorderei il fatto che il limite di una somma è uguale alla somma dei limiti

detto questo prendo il primo elemento della somma

$lim_(n->oo) sqrt(4n^4-6n^3)$

avendo $n->oo$ considero solo il termine di grado massimo quindi trascuro $-6n^3$ ottenendo

$lim_(n->oo) sqrt(4n^4) = lim_(n->oo) sqrt(4) sqrt(n^4) = lim_(n->oo) sqrt(4) n^2 =oo$

per quanto riguarda il secondo elemento della somma abbiamo

$lim_(n->oo) sqrt(4n^alpha + 1) $

in questo caso devi tenere conto di una cosa... se $alpha>0$ allora tieni il limite così com'è ed è facile vedere che è uguale a $oo$

mentre se $a<0$ allora il tuo limite lo puoi riscrivere come

$lim_(n->oo) sqrt(4 1/n^alpha + 1) $

pertanto si vede subito che

$lim_(n->oo) sqrt(4 1/n^alpha + 1) = sqrt(4 1/oo + 1) sqrt(4 \cdot 0 + 1) = sqrt(1) = 1$
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Re: Calcolo del limite al variare del parametro

Messaggioda francicko » 20/04/2015, 19:23

x@rdlf. A mio modesto parere essendo che per $n->infty,$ $limroot (n)(5n^3-2)=1$ e questo si deduce facilmente dal fatto che $limroot(n)(n)=1$, o come giustamente tu hai svolto nell'aggiornamento;
$limlog (cos (3/(sqrt (n+2))))=1$ ,il risultato del limite e' determinato dal fattore $lim ((4n^4+6n^3)^(1/2)-(4n^(alpha)+1)^(1/2) )$, usando gli asintotici otteniamo facilmente che $sqrt(4n^4+6n^3)~(2n^2+3n/2)$ pertanto scrivo in modo equivalente $lim ((2n^2+3n/2)-2n^(alpha/2)) $ ed a questo punto si vede facilmente che per $alpha>4$ il limite va a $-infty $, mentre per $alpha <=4$ il limite va a $+infty $, spero di non sbagliarmi.
Ultima modifica di francicko il 21/04/2015, 07:44, modificato 1 volta in totale.
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Re: Calcolo del limite al variare del parametro

Messaggioda francicko » 20/04/2015, 22:11

In alternativa se non si vuole fare uso degli asintotici, si puo' razionalizzare e avremo $lim (4n^4+6n^3-4n^(alpha)-1)/(sqrt (4n^4+6n^3)+sqrt (4n^4+1))=lim (4n^4+6n^3-4n^(alpha)-1)/(4n^2)$
e si vede facilmente che per $alpha <=4$ il risultato del limite e' $+infty $, per $n>4$ il risultato del limite invece e' $-infty $, infatti per :
$alpha <4$ abbiamo $lim(4n^4)/(4n^2)=+infty$
$alpha=4$ abbiamo $lim(6n^3)/(4n^2)=+infty $
$alpha>4$ abbiamo $lim(-4n^(alpha))/(4n^2)=-infty $
Spero sia giusto.
Qualcuno può confermare?
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Re: Calcolo del limite al variare del parametro

Messaggioda francicko » 21/04/2015, 06:36

Scusate avevo scritto erroneamente che $limlog (cos (3/(sqrt (n+2))))=1$ invece di $0$,
pertanto il limite da considerare e' il seguente
$lim (sqrt (4n^4+6n^3)-sqrt (4n^alpha+1))(logcos (3/(sqrt (n+2))))$
quindi essendo che $limlog cos(3/sqrt (n+2)))=lim (1/2)log (1-9/(n+2))=(1/2)(-9/(n+2))$ pertanto per $alpha=4$ il limite diventa $lim((4n^4+6n^3-4n^(alpha)-1)/(4n^2))(-9/(2n)) $, si ha allora per:
$alpha>4$ il valore del limite e' $-infty $
$alpha=4$ il valore del limite e' $(3n/2)(-9/(2n))=-27/4$
$alpha<4$ il valore del limite e' $+infty $
Ultima modifica di francicko il 22/04/2015, 10:59, modificato 4 volte in totale.
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Re: Calcolo del limite al variare del parametro

Messaggioda rdlf » 21/04/2015, 09:26

@francicko la tua risposta è giusta.
Ho solo difficoltà a capire questo passaggio
$lim log*cos(3/sqrt(n+2))) =lim (1/2)log(1−9/(n+2))=(1/2)(9/(n+2))$

Sono quasi certo che hai usato il limite notevole $cosy-1 ~ -1/2*y^2$
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Re: Calcolo del limite al variare del parametro

Messaggioda francicko » 22/04/2015, 07:49

x@rdlf.
Il valore esatto per $alpha=4$ e' $-27/4$, avevo dimenticato il segno meno, ho corretto anche il post precedente.
Detto questo, per la soluzione ho sfruttato il fatto che $cosx=sqrt (1-sin^2x)$, e per $x->0$, essendo $sinx~x $, posso scrivere $(1-sin^2x)~(1-x^2 )$, sostituendo avremo $lim_(x->0)log (cosx)=limlog sqrt(1-x^2)=limlog (1-x^2)^(1/2)=lim(1/2)log(1-x^2)$ ,

a questo punto moltiplica e divido per $-x^2$, ottenendo $lim_(x->0)(1/2)(-x^2)(log (1+(-x^2)))/(-x^2)$, ed uso il noto limite notevole $log (1+t)/t=1$, ottenendo ancora $(1/2)lim_(x->0)(-x^2)log (1-x^2)/(-x^2)=(1/2)(-x^2) $;
Ritornando al nostro limite di successione, basta sostituire ad $x $ l'argomento $3/(sqrt (n+2))$ ottenendo per $n->infty$, $limlogcos (3/(sqrt (n+2)))=(1/2)×-(3/(sqrt (n+2)))^2=-(1/2)(9/(n+2)) $,
e da qui per $alpha=4$, $lim_(n->infty)(3/2)n×(-(9/2)/(n+2)) =-27/4$, spero di essermi spiegato in modo chiaro.
Saluti! :-)
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Re: Calcolo del limite al variare del parametro

Messaggioda rdlf » 23/04/2015, 20:22

@francicko

Sei stato più che chiaro, grazie mille
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