Dubbio integrale e limite

Messaggioda gugione » 27/05/2015, 17:34

Ciao,

oggi pomeriggio ho svolto uno studio di funzioni con lo scopo di calcolare l'area fra 2 figure. Tutto ok, mi è venuto!! Durante lo svolgimento mi sono "scontrato" con un limite e un integrale...semplici...ma che mi hanno messo in crisi...ho dovuto, dopo tantissimo tempo, ricorrere a wolfram alpha!! :( Volevo sapere da voi come li risolvereste (purtroppo all'esame non ho wolfram che mi tira fuori dai guai XD).

$Lim_(x->0) x^2ln(x) = [0 * \infty]$

Secondo me questo limite è una forma di indecisione, non capisco poi che procedimento utilizzi wolfram alpha per affermare che è zero. Lo so, può sembrare ridicolo ma non mi è uscito. E il disegno da me effettuato afferma comunque che il limite in questo caso deve essere 0. Perciò sono curioso di sapere come si risolva;

$\int_{0}^{e} x^2ln(x) dx = [x^3/3ln(x) - x^3/9]_0^e$

Come potete notare ho risolto l'integrale per parti. Molto semplice...ma mi confondo nella parte seguente.
$e^3/3ln(e) -e^3/9 - 0(\infty) + 0$
Come evidente il mio problema è il logaritmo di 0.
Secondo wolfram alpha la risposta è semplicemente $(2e^3)/9$.
Grazie a chiunque mi toglierà i dubbi :)
gugione
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Re: Dubbio integrale e limite

Messaggioda quantunquemente » 27/05/2015, 17:55

scrivi il limite come
$ lim_(x -> 0) lnx/x^(-2) $ ed applica De L'Hopital
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Re: Dubbio integrale e limite

Messaggioda poll89 » 28/05/2015, 11:56

ok, per il limite sono d'accordo con quantunquemente, usare de l'hopital ti mostra subito la via (in effetti questo è un esempio classico in cui de l'hopital va applicato :D).

Quanto all'integrale, si tratta di un integrale improprio, quindi il modo corretto di scriverlo è
$ int_{0}^{e} x^2ln(x) dx = lim_(a->0) int_{a}^{e} x^2ln(x) dx = lim_(a->0) [x^3/3ln(x) - x^3/9]_a^e = lim_(a->0) (2/9e^3 - a^3/3 ln(a) + a^3/9) $

quindi vedi, hai di nuovo lo stesso limite di prima, perciò alla fine rimane solo il termine $2/9 e^3$
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Re: Dubbio integrale e limite

Messaggioda dissonance » 28/05/2015, 12:48

poll89 ha scritto:si tratta di un integrale improprio
Veramente su questo non sono d'accordo. Sul dominio di integrazione $[0, e]$ la funzione integranda è continua, limitata, ha tutta la regolarità che vuoi. Più "proprio" di così non si può.

quindi il modo corretto di scriverlo è
$ int_{0}^{e} x^2ln(x) dx = lim_(a->0) int_{a}^{e} x^2ln(x) dx = lim_(a->0) [x^3/3ln(x) - x^3/9]_a^e = lim_(a->0) (2/9e^3 - a^3/3 ln(a) + a^3/9) $

quindi vedi, hai di nuovo lo stesso limite di prima, perciò alla fine rimane solo il termine $2/9 e^3$

Su questo ragionamento invece sono d'accordo.
dissonance
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Re: Dubbio integrale e limite

Messaggioda poll89 » 28/05/2015, 13:24

dissonance ha scritto:
poll89 ha scritto:si tratta di un integrale improprio
Veramente su questo non sono d'accordo. Sul dominio di integrazione $ [0, e] $ la funzione integranda è continua, limitata, ha tutta la regolarità che vuoi. Più "proprio" di così non si può.


concordo sulla regolarità di f per $x in (0,e]$, quindi l'integrale è proprio su ogni intervallo $[a,e] sub (0,e]$ e bla bla bla... ma non mi verrai a dire che $ln(x)$ sia limitata per $x->0$...
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Re: Dubbio integrale e limite

Messaggioda quantunquemente » 28/05/2015, 14:16

dissonance ha scritto:Sul dominio di integrazione [0,e] la funzione integranda è continua,

ma se in $0$ non esiste neanche...
è un integrale improprio
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Re: Dubbio integrale e limite

Messaggioda dissonance » 28/05/2015, 15:14

poll89 ha scritto:[concordo sulla regolarità di f per $x in (0,e]$, quindi l'integrale è proprio su ogni intervallo $[a,e] sub (0,e]$ e bla bla bla... ma non mi verrai a dire che $ln(x)$ sia limitata per $x->0$...

No, $\log x$ non è limitata per $x\to 0$, ma $f(x)=x^2\log x$ si.
quantunquemente ha scritto:ma se in $0$ non esiste neanche
Si intende il prolungamento per continuità, ossia $f(0)=0$. Ma in realtà non ha importanza. Ai fini del calcolo di un integrale non importa il valore della funzione integranda in un solo punto, o in un numero finito di punti. Potremmo anche stabilire che $f(0)=\text{un milione}$, e il valore dell'integrale sarebbe sempre lo stesso.
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Re: Dubbio integrale e limite

Messaggioda quantunquemente » 28/05/2015, 15:24

dissonance ha scritto:Ai fini del calcolo di un integrale non importa il valore della funzione integranda

ma importa il fatto che questo è un integrale improprio per definizione
e poi non si intende un bel niente : la funzione non esiste in $0$,punto
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Re: Dubbio integrale e limite

Messaggioda gugione » 28/05/2015, 15:37

Grazie mille rata, chiarissimo!!
Per quant riguarda il limite alla fine mi sono perso in un bicchiere d'acqua...e questo mi ha portato nel baratro con l'integrale che alla fine andava risolto conoscendo anche il valore del limite precedente.
Grazie ancora per la vostra disponibilità :)
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Re: Dubbio integrale e limite

Messaggioda poll89 » 28/05/2015, 15:46

Occhio quantunquemente, dissonance ha scritto
dissonance ha scritto: Ai fini del calcolo di un integrale non importa il valore della funzione integranda in un solo punto, o in un numero finito di punti

che è diverso da
dissonance ha scritto:Ai fini del calcolo di un integrale non importa il valore della funzione integranda
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