Limiti di successioni 1. Algebra dei limiti

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Tipologia: attività di laboratorio
Autore: Luigi Boscaino
Data: 07/01/2016
Destinatari: Classi quinte
Limiti di successioni
1. Algebra dei limiti
Una successione numerica è una sequenza ordinata di numeri costruita sulla base di una corrispondenza tra
i numeri Naturali e i numeri Reali:
𝑛 ∈ 𝑁 → π‘Žπ‘› πœ– 𝑅.
Le successioni si scrivono nella forma: π‘Ž1 π‘Ž2 , … , π‘Žπ‘› , …
Gli infiniti elementi della successione si dicono termini e π‘Žπ‘› si dice termine generale della successione.
I termini della successione sono infiniti, pertanto è importante conoscere il comportamento della
successione man mano che cresce il valore di n. Si introduce, così, il comportamento della successione al
tendere di n all’infinito (𝑛
→ ∞).
Una successione può essere regolare convergente, regolare divergente o irregolare.
Successione regolare convergente.
Se la successione, al tendere di n all’infinito, tende ad un valore finito 𝑙 si dice regolare convergente. Tutto
ciò si formalizza nel modo seguente:
lim π‘Žπ‘› = 𝑙
𝑛→∞
Empiricamente possiamo affermare che i termini della successione assumono valori tanto più vicini a 𝑙
quanto più mi allontano dal suo primo termine. Ovvero, possiamo sfidare chiunque a scegliere un numero
positivo a piacere
πœ€ (comunque piccolo),
e dimostrare che a partire da un numero naturale π‘›πœ€ (scelto in
funzione di πœ€ ), tutti i termini π‘Žπ‘› della successione generati dai naturali più grandi di π‘›πœ€ sono così vicini al
valore 𝑙 da fornire differenze |π‘Žπ‘› − 𝑙| sempre più piccole del numero πœ€ prescelto. Formalizzando:
∀πœ€ > 0 ∃π‘›πœ€ ∢ ∀𝑛 > π‘›πœ€ ⇒
π‘–π‘šπ‘π‘™π‘–π‘π‘Ž
|π‘Žπ‘› − 𝑙| < πœ€
Successione regolare divergente.
Se la successione, al tendere di n all’infinito, tende a più infinito o a meno infinito si dice regolare
divergente. Tutto ciò si formalizza nel modo seguente:
lim π‘Žπ‘› = ±∞
𝑛→∞
Empiricamente possiamo affermare che i termini della successione assumono valori in modulo tanto più
grandi quanto più mi allontano dal suo primo termine. Ovvero, possiamo sfidare chiunque a scegliere un
numero positivo a piacere 𝑀 (comunque grande), e dimostrare che a partire da un numero naturale 𝑛𝑀
(scelto in funzione di 𝑀 ), tutti i termini π‘Žπ‘› della successione generati dai naturali più grandi di 𝑛𝑀
risultano in valore assoluto più grandi del numero 𝑀 prescelto |π‘Žπ‘› | > 𝑀. Formalizzando:
∀𝑀 > 0 ∃𝑛𝑀 ∢ ∀𝑛 > 𝑛𝑀 ⇒
π‘–π‘šπ‘π‘™π‘–π‘π‘Ž
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1
|π‘Žπ‘› | > 𝑀
Tipologia: attività di laboratorio
Autore: Luigi Boscaino
Data: 07/01/2016
Destinatari: Classi quinte
Limiti di successioni
1. Algebra dei limiti
Successione irregolare.
Se la successione, al tendere di n all’infinito, genera indecisione e non consente di stabilire il valore a cui
tende, si dice successione irregolare. Tutto ciò si formalizza nel modo seguente:
βˆ„ lim π‘Žπ‘›
𝑛→∞
Esempio di successione
convergente:
π‘Žπ‘› =
Esempio di successione
divergente:
Esempio di successione
irregolare:
π‘Žπ‘› = 2𝑛
π‘Žπ‘› = (−1)𝑛
1
𝑛
lim 2𝑛 = ∞
𝑛→∞
1
lim = 0
𝑛→∞ 𝑛
Per il calcolo dei limiti delle successioni risulta indispensabile l’applicazione dei …
teoremi fondamentali
π₯𝐒𝐦 (𝒂𝒏 ± 𝒃𝒏 ) = π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 ± π₯𝐒𝐦 𝒃𝒏
𝒏→∞
𝒏→∞
𝒏→∞
π₯𝐒𝐦 (𝒂𝒏 βˆ™ 𝒃𝒏 ) = π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 βˆ™ π₯𝐒𝐦 𝒃𝒏
𝒏→∞
𝒏→∞
𝒏→∞
π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏
𝒂𝒏 𝒏→∞
=
𝒏→∞ 𝒃𝒏
π₯𝐒𝐦 𝒃𝒏
π₯𝐒𝐦
𝒄𝒐𝒏 𝒃𝒏 ≠ 𝟎 𝒆 π₯𝐒𝐦 𝒃𝒏 ≠ 𝟎
𝒏→∞
𝒏→∞
π’Œ
π₯𝐒𝐦 (𝒂𝒏 )π’Œ = (π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 )
𝒄𝒐𝒏 𝒂𝒏 > 𝟎 𝒆 π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 > 𝟎
π₯𝐒𝐦 √𝒂𝒏 = √ π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏
𝒏→∞
𝒄𝒐𝒏 𝒂𝒏 ≥ 𝟎 𝒆 π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 ≥ 𝟎
𝒏→∞
𝒏→∞
𝒏→∞
𝒏→∞
𝒏→∞
π₯𝐒𝐦 𝒃𝒏
π₯𝐒𝐦 (𝒂)𝒃𝒏 = 𝒂 𝒏→∞
𝒏→∞
π₯𝐒𝐦 𝒔𝒆𝒏(𝒂𝒏) = 𝒔𝒆𝒏 (π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 )
𝒏→∞
𝒏→∞
π₯𝐒𝐦 𝒄𝒐𝒔(𝒂𝒏 ) = 𝒄𝒐𝒔 (π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 )
𝒏→∞
𝒏→∞
π₯𝐒𝐦 π’•π’ˆ(𝒂𝒏 ) = π’•π’ˆ (π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 )
𝒏→∞
𝒏→∞
π₯𝐒𝐦 π₯𝐨𝐠 𝒃(𝒂𝒏 ) = π₯𝐨𝐠 𝒃 (π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 )
𝒏→∞
𝒏→∞
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𝒄𝒐𝒏 𝒂𝒏 ≠
𝝅
𝝅
+ π’Œπ… 𝒆 π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 ≠ + π’Œπ…
𝒏→∞
𝟐
𝟐
𝒄𝒐𝒏 𝒂𝒏 > 𝟎 𝒆 π₯𝐒𝐦 𝒂𝒏 > 𝟎
𝒏→∞
2
lim (−1)𝑛 =?
𝑛→∞
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