Messaggioda paggisan » 13/02/2008, 15:26

paggisan ha scritto:b) $F(x) = int_0^x(1-e^(-t^2))dt/(t^2+1)$

Grafico di $F(x)$

Immagine



altra domanda...fresca fresca.....
ho studiato la funzione da te proposta e che vedi sopra

ma trovo problemi nello studio della derivata seconda che mi è venuta cosi'
$F''(x)= [2x(x^2e^(-x^2)+2e^(-x^2)-1)]/(x^2+1)^2$
pongo il numeratore >0 (senza il " 2x" ) e ottengo: $e^(-x^2)(x^2+2)>1-> e^(-x^2)>1/(x^2+2)$

un ragazzo mi ha detto di studiare i due membri della disequazione separatamente....e fare i grafici delle due funzioni che trovi qui --> http://paggisan.altervista.org/Grafico02.jpg (fai copia e incolla perchè il link non funziona)
ma poi???? non sò come fare..... sò che i due punti di intersezione corrisponderanno ai miei flessi...ma poi???come determino concavità e convessità?

ps:è giusta la derivata vero? non è che ho sbagliato anche quella??
paggisan
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Messaggioda Camillo » 13/02/2008, 16:49

diavoletto89 ha scritto:Ciao,intanto complimenti.Grazie a questo topic ho risolto diversi dubbi.
Ora volevo chiedervi,devo trovare il dominio di questa funzione

$\int_0^(x^2)e^t/sqrt(1-t)dt$

non riesco a capire cosa cambia col fatto che ho $x^2$ come estremo sup

Poi per studiarne la derivabilità è sufficiente fare il dominio della derivata prima o devo fare altro??

Poi un ultima cosa,in questa funzione mi viene chiesto di verificare se è limitata e di calcolare eventuali estremi e/o asintoti

$\int_1^(x)e^t/(sqrt(1-t)log(3-t))dt$

ho studiato il dominio che è [1;2[

Essendo $\int_1^(2)e^t/(sqrt(1-t)log(3-t))dt=+oo$ allora superiormente non è limitata.
Per vedere se è limitata inferiormente posso fare il $\lim_{x \to \1}\int_1^(x)e^t/(sqrt(1-t)log(3-t))dt$ ?

Sempre se è giusto quel che ho scritto,il valore trovato se è finito è l'ordinata dell'estremo?L'estremo sarebbe (1,0)?
Grazie anticipatamente a chi risponderà!


Ecco i miei commenti :

A) $F(x) = int_0^(x^2) e^t*dt/sqrt(1-t) $

a) funzione integranda $f(t)$ - Dominio :$1-t > 0 $ e quindi $t<1$;
$lim_(t to 1^(-)) f(t)=+oo$ ; $f(0) = 1$ ; $ lim_(t to -oo) f(t) = 0^(+) $; $f(t) >0 $ sempre nel dominio.

b) $F(x) $-funzione integrale
Dominio : $1-x^2 > 0 $ da cui $ -1<x<1 $ , ecco un primo effetto di $x^2$ come estremo di integrazione.

$F(0) = 0 $ ; $ F(x) > 0 $ per $0<x<1$ ; $lim_(x to 1^(-))F(x) = c $( circa $4.06$)
La presenza di $x^2$ come estremo rende , in questo caso, simmetrica rispetto all'asse y la funzione integrale , quindi si ha anche $lim_(x to -1^(+))F(x) = c$.

A causa della presenza di $x^2 $si ha che $ F'(x)=(2*x*e^(x^2))/sqrt(1-x^2) $[invece che $F'(x)=(e^(x))/sqrt(1-x)$].
$F(x)$ ha un minimo in $x=0 $ ed è decrescente per $ -1<x<0$ e crescente per $ 0<x<1$.Il dominio di $F'(x) $ è lo stesso di $F(x)$.

B) $ F(x) = int_1^x (e^t*dt)/(sqrt(1-t)*ln(3-t))$.
a) $f(t)$ -dominio : $t<1$ ; inoltre $lim_(t to-oo)f(t)=0^(+)$ ;$lim_(t to 1^(-) )f(t)=+oo$; $ f(t) > 0 $ sempre nel dominio.

Poichè $int_1^x f(t)dt = - int_x^1 f(t)dt $ si deduce che $F(x)<0 $ sempre eccetto che $F(1) = 0 $.

$F'(x)= e^x/(sqrt(1-x)*ln(3-x)) > 0 $ sempre , quindi $F(x)$ sempre crescente ; inoltre $lim_(x to 1^(-1)) F'(x) =+oo$
e quindi in $x=1 $ la curva parte con tangente verticale.
Verifichiamo ora $ lim_(x to -oo) F(x) =-lim_(x to -oo) int_x^1 e^t*dt/(sqrt(1-t)*ln(3-t)) $ .Nell' intorno di $-oo $ la funzione integranda è infinitesima di ordine maggiore di qualunque potenza positiva di $x $ e quindi l'integrale esiste finito .
Pertanto per $x to -oo , F(x) $ ha asintoto orizzontale di valore $alpha <0$ . Per conoscere il valore esatto di $alpha $ andrebbe calcolato l'integrale.
Massimo assoluto di $F(x)$ in $x=1$ e di valore $0$.
Conclusione :
Dominio di $F(x) : (-oo, 1]$ ; $F(x) $ è limitata in quanto si ha : $ alpha< F(x) <=0 $.

Edit : corretto comportamento della prima funzione $F(x) $ in $ +-1 $ indicata in A).
Ultima modifica di Camillo il 17/02/2008, 17:26, modificato 1 volta in totale.
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Messaggioda Camillo » 13/02/2008, 17:05

paggisan ha scritto:
paggisan ha scritto:grazie mille Camillo....come al solito sei troooppo chiaro e preciso nelle tue spiegazioni(il post per la cronaca l'ho letto molto tempo fà)!

io però ho ancora problemi..... guarda questa funzione integrale:
$int_0^x arcsin[t|t|/(t^2+1)]$

non riesco a determinare campo di esistenza(io penso sia da -oo a +oo ) e limiti.... una mano me la riesci a dare ancora una volta?

Camillo oltre a rispondere alla domanda qui sopra... può dirmi qualche altro cosuccia a prorposito di questi 2 integrali che tu stesso mi hai suggerito di fare

a) $F(x )= x int_0^x e^(-y^2)dy - int_1^x ye^(-y^2)dy $

Soluzione : $F''(x) = e^(-x^2) ; lim_(x to +oo) F(x) = +oo$
Grafico di $F''(x)$

Immagine

la derivata prima mi viene a sua volta un integrale....come faccio dunque a fare lo studio del segno se è ancora una volta un integrale :? ??

b) $F(x) = int_0^x(1-e^(-t^2))dt/(t^2+1)$

Grafico di $F(x)$

Immagine

l dominio mi è venuto: tutto R-(0)...ma come può essere e come mi devo comportare se uno degli estremi dell'integrale è prorpio lo 0????
devo verificare se per x->0 è sommabile??? e se mi venisse non sommabile che vorrebbe dire???
grazie anticipatamente per le risposte


Risposte

a) la derivata prima è $F'(x) = int_0^x e^(-y^2)dy$ ; poichè la funzione integranda è sempre positiva avremo che
$F'(x) > 0 $ per $x >0 $ , mentre $F'(x) <0 $ per $x<0 $ e ovviamente $F'(0)=0$.

b) Perchè escludi il punto $0 $ dal dominio ?
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Messaggioda paggisan » 13/02/2008, 18:19

Camillo ha scritto:b) Perchè escludi il punto $(0) $ dal dominio ?


leggi un pò sopra .... avevo sbagliato funzione....la funzione dove si dovrebbe escudere lo 0 è questa:
$int_0^x t^3/sqrt[e^(t^2) - 1]$
che mi dà anche problemi nello studio della derivata seconda.....
paggisan
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Messaggioda Camillo » 13/02/2008, 19:41

paggisan ha scritto:
paggisan ha scritto:b) $F(x) = int_0^x(1-e^(-t^2))dt/(t^2+1)$

Grafico di $F(x)$

Immagine



altra domanda...fresca fresca.....
ho studiato la funzione da te proposta e che vedi sopra

ma trovo problemi nello studio della derivata seconda che mi è venuta cosi'
$F''(x)= [2x(x^2e^(-x^2)+2e^(-x^2)-1)]/(x^2+1)^2$
pongo il numeratore >0 (senza il " 2x" ) e ottengo: $e^(-x^2)(x^2+2)>1-> e^(-x^2)>1/(x^2+2)$

un ragazzo mi ha detto di studiare i due membri della disequazione separatamente....e fare i grafici delle due funzioni che trovi qui --> http://paggisan.altervista.org/Grafico02.jpg (fai copia e incolla perchè il link non funziona)
ma poi???? non sò come fare..... sò che i due punti di intersezione corrisponderanno ai miei flessi...ma poi???come determino concavità e convessità?

ps:è giusta la derivata vero? non è che ho sbagliato anche quella??


La derivata seconda è corretta .Attenzione a non trascurare il fattore $2x$ perchè cambia segno. Comunque se ci mettiamo in $ x > 0 $ possiamo non considerralo ulteriormente.
La soluzione grafica della disequazione va bene : tu hai plottato le 2 curve , $ e^(-x^2) $ e $ 1/(x^2+2) $ e vedi dal grafico che si incontrano in un punto di ascissa $ alpha $ ignota ma vicina a $1 $ . Allora per $x=alpha $ avrai un flesso, perfetto.
Adesso il segno di $F''(x) $ , limitiamoci sempre a $x > 0 $ ; dove sarà $F''(x) > 0 $ , chiaramente dove la curva relativa a $e^(-x^2) $ sta sopra la curva relativa a $ 1/(x^2+2) $ e quindi per $ 0<x<alpha $ etc etc
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Messaggioda diavoletto89 » 13/02/2008, 22:02

Grazie mille camillo...

un'ultima cosa
non sono bravissimo con le funzioni integrali,ma di $\int_1^(x)e^t/(sqrt(1-t)log(3-t))dt$ ho scritto quel dominio xkè ne ero sicuro,infatti mi sn accorto solo ora che nel post ho scritto male la funzione che invece era $\int_1^(x)e^t/(sqrt(t-1)log(3-t))dt$

Cmq hai chiarito ugualmente i miei dubbi anche con quell'altra funzione.

Grazie!
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Messaggioda Camillo » 13/02/2008, 23:18

Certamente per la "nuova " funzione il dominio è $[1,2)$ .
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Messaggioda Camillo » 14/02/2008, 13:01

paggisan ha scritto:
Camillo ha scritto:b) Perchè escludi il punto $(0) $ dal dominio ?


leggi un pò sopra .... avevo sbagliato funzione....la funzione dove si dovrebbe escudere lo 0 è questa:
$int_0^x t^3/sqrt[e^(t^2) - 1]$
che mi dà anche problemi nello studio della derivata seconda.....


Chiaramente la funzione integranda non è definita in $t=0 $ .
Per verificare se $F(0) $ è invece definita in $x=0 $ considero la funzione integranda nell'intorno di $x=0 $ .
Dato che $e^(t^2)-1 $ è asintotico a : $ 1+t^2-1=t^2 $ , allora la funzione integranda è asintotica , sempre nell'intorno di $x=0 $ a : $ t^3/t =t^2$ che $ rarr 0 $ ; quindi $F(x) $ è definita in $x=0 $ .
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Messaggioda Camillo » 14/02/2008, 14:28

Asintoti obliqui - $ F(x) = arcsin((t*|t|)/(t^2+1)) $ .

Dato che $F(x) $ tende a $+oo$ per $x to +-oo$ possono esserci asintoti obliqui di equazione : $y = mx+q $.
Vanno quindi determinati, se esistono finiti $m $ e anche $q $ ( da notare che $m $ deve essere anche $ne 0$).

$m=lim_(x to +oo ) (F(x))/x =lim_(x to +oo) (int_0^xf(t)dt)/x =[oo/oo]$ , forma indeterminata .Usando la regola di De l'Hopital si ottiene :
$m=lim_(x to +oo)(F'(x))/1 = lim_(x to+oo)arcsin(x^2/(x^2+1)) = pi/2$.
Va però verificato che anche $q $ esiste finito :
$q = lim_( x to +oo)F(x)-(pi/2)x $ , però diverge a $oo $ .
Quindi non si ha asintoto obliquo: per simmetria non esiste neanche per $ x to -oo $.
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Messaggioda paggisan » 14/02/2008, 19:02

Camillo ha scritto:Asintoti obliqui - $ F(x) = arcsin((t*|t|)/(t^2+1)) $ .

Dato che $F(x) $ tende a $+oo$ per $x to +-oo$ possono esserci asintoti obliqui di equazione : $y = mx+q $.
Vanno quindi determinati, se esistono finiti $m $ e anche $q $ ( da notare che $m $ deve essere anche $ne 0$).

$m=lim_(x to +oo ) (F(x))/x =lim_(x to +oo) (int_0^xf(t)dt)/x =[oo/oo]$ , forma indeterminata .Usando la regola di De l'Hopital si ottiene :
$m=lim_(x to +oo)(F'(x))/1 = lim_(x to+oo)arcsin(x^2/(x^2+1)) = pi/2$.
Va però verificato che anche $q $ esiste finito :
$q = lim_( x to +oo)F(x)-(pi/2)x $ , però diverge a $oo $ .
Quindi non si ha asintoto obliquo: per simmetria non esiste neanche per $ x to -oo $.

su come trovare "m" ci sono....un pò meno sul perchè diverge il limite quando voglio trovare "q"..... se puoi mi spieghi il motivo preciso??
grazie per l'eventuale risposta

ps:sulle domande che ti ho fatto prima...tutto ok!
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