CONTENUTI DISCIPLINARI / PLURIDISCIPLINARI OBIETTIVI (abilità) (conoscenze) LIMITI E CONTINUITA’ Limite finito per x che tende ad un valore finito e suo significato intuitivo Limite destro e limite sinistro finito per x che tende ad un valore finito Limite infinito per x che tende ad un valore finito (da destra e da sinistra) e suo significato intuitivo (asintoto verticale) Limite finito per x che tende ad un valore infinito e suo significato intuitivo (asintoto orizzontale) Limite infinito per x che tende ad un valore infinito e suo significato intuitivo Asintoti Teorema di unicita' del limite Definizione di funzione continua Discontinuita’ di prima, seconda e terza specie. Continuita’ delle funzioni elementari Limiti di funzioni continue Teoremi sul calcolo dei limiti: limite della somma algebrica, del prodotto, del quoziente di funzioni, delle funzioni composte Forme indeterminate (infinito meno infinito, zero su zero, infinito su infinito) ed eliminazione dell’indeterminazione per funzioni razionali e irrazionali Grafico probabile di funzioni razionali e irrazionali, intere e fratte (dominio, parità, intersezione con gli assi, studio del segno, limiti agli estremi del dominio, equazioni degli asintoti orizzontali, verticali e obliqui) conoscere le seguenti definizioni di limite lim f x l , lim f x , x x0 lim f x l x x x0 , lim x f x e saperle rappresentare graficamente conoscere la definizione di limite destro e sinistro conoscere la definizione di funzione continua in un punto e in un intervallo conoscere i teoremi sul calcolo dei limiti saper calcolare il limite di un funzione continua applicando i teoremi saper calcolare il limite di funzioni razionali intere o fratte che si presentano nella forma indeterminata 0 , , 0 saper leggere i limiti da un grafico e saper rappresentare i limiti in un grafico saper riconoscere un asintoto e saper determinare gli asintoti di funzioni razionali conoscerei diversi tipi di discontinuità e saperli rappresentare graficamente saper calcolare i limiti di una funzione agli estremi del dominio e saperli rappresentare graficamente 1 LIMITI PER X CHE TENDE AD UN VALORE FINITO Siano f(x)una funzione definita in D , x0 un numero reale che risulti di accumulazione per D e l un numero reale. Siano inoltre 𝜀 e 𝛿 due numeri positivi molto piccoli e M e M’ due numeri positivi molto grandi. 1)Limite finito di una funzione per x che tende ad un valore finito 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = 𝒍 𝒙→𝒙𝟎 ⇒ Se x si avvicina a x0 x→ 𝑥0 ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 𝑙 𝑓(𝑥) → 𝑙 l ° x∈ I𝑥0 (|𝑥 − 𝑥0| < 𝛿 ) ⇒ 𝑓(𝑥) ∈ 𝐼𝑙 (|𝑓(𝑥) − 𝑙| < 𝜺) ∀𝜀 > 0 ∃𝛿𝜀 > 0: ∀𝑥 (𝑒𝑠𝑐𝑙𝑢𝑠𝑜 𝑎𝑙 𝑝𝑖ù 𝑥0) 𝑐𝑜𝑛 |𝑥 − 𝑥0| < 𝛿 ⇒ |𝑓(𝑥) − 𝑙| < 𝜀 X0 2)Limite destro 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = 𝒍 𝒙→𝒙𝟎+ Se x si avvicina a x0 𝑑𝑎 𝑑𝑥 ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 𝑙 x→ 𝑥0 + ⇒ 𝑓(𝑥) → 𝑙 x∈ 𝐼𝑑𝑥 ⇒ 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰𝒍 l ° X0 3)Limite sinistro 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = 𝒍 𝒙→𝒙𝟎− Se x si avvicina a x0 𝑑𝑎 𝑠𝑥 ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 𝑙 x→ 𝑥0 − ⇒ 𝑓(𝑥) → 𝑙 x∈ 𝐼𝑠𝑥 ⇒ 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰𝒍 l ° X0 OSSERVAZIONE: lim 𝑓(𝑥) = 𝑙 esiste solo se esistono sia il limite dx che quello sx e i due limiti coincidono. 𝑥→𝑥0 2 3 4)Limite infinito di una funzione per x che tende ad un valore finito 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = +∞ 𝒙→𝒙𝟎 Se x si avvicina a x0 x→ 𝑥0 x∈ 𝐼𝑥0 (|𝑥 − 𝑥0| < 𝛿 ) ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 + ∞ ⇒ 𝑓(𝑥) → +∞ ⇒ 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰 + ∞ (𝑓(𝑥) > 𝑀) M ∀𝑀 > 0 ∃𝛿 > 0: ∀𝑥(𝑒𝑠𝑐𝑙𝑢𝑠𝑜 𝑎𝑙 𝑝𝑖ù 𝑥0) 𝑐𝑜𝑛 |𝑥 − 𝑥0| < 𝛿 ⇒ 𝑓(𝑥) > 𝑀 X0 5)Limite infinito di una funzione per x che tende ad un valore finito 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = −∞ 𝒙→𝒙𝟎 Se x si avvicina a x0 x→ 𝑥0 x∈ 𝐼𝑥0 (|𝑥 − 𝑥0| < 𝛿 ) ⇒ ⇒ ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 − ∞ 𝑓(𝑥) → −∞ 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰 − ∞ (𝑓(𝑥) < −𝑀) ∀𝑀 > 0 ∃𝛿 > 0: ∀𝑥(𝑒𝑠𝑐𝑙𝑢𝑠𝑜 𝑎𝑙 𝑝𝑖ù 𝑥0)𝑐𝑜𝑛 |𝑥 − 𝑥0| < 𝛿 ⇒ 𝑓(𝑥) < −𝑀 X0 -M OSSERVAZIONE: Se 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = −∞ 𝒙→𝒙𝟎 oppure 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = +∞ 𝒙→𝒙𝟎 allora la retta di equazione x=x0 è un asintoto verticale per il grafico della funzione. 4 LIMITI PER X CHE TENDE AD UN VALORE INFINITO 6)Limite finito di una funzione per x che tende a +∞ 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = 𝒍 𝒙→+∞ Se x si avvicina a +∞ ⇒ x→ +∞ x∈ 𝐼 + ∞ (𝑥 > 𝑀 ) ⇒ ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 𝑙 l 𝑓(𝑥) → 𝑙 M 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰𝒍 (|𝑓(𝑥) − 𝑙| < 𝜺) ∀𝜺 > 0 ∃ 𝑀 > 0: ∀𝑥 𝑐𝑜𝑛 𝑥 > 𝑀 ⇒ | 𝑓(𝑥) − 𝑙| < 𝜺 7)Limite finito di una funzione per x che tende a −∞ 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = 𝒍 𝒙→−∞ Se x si avvicina a - ∞ ⇒ x→ −∞ x∈ 𝐼 − ∞ (𝑥 < −𝑀 ) ⇒ ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 𝑙 l 𝑓(𝑥) → 𝑙 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰𝑙 (|𝑓(𝑥) − 𝑙| < 𝜺) .M ∀𝜺 > 0 ∃ 𝑀 > 0: ∀𝑥 𝑐𝑜𝑛 𝑥 < −𝑀 ⇒ | 𝑓(𝑥) − 𝑙| < 𝜺 OSSERVAZIONE: Se 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = 𝒍 𝒙→+∞ oppure 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = 𝒍 𝒙→−∞ allora la retta di equazione y=l è un asintoto orizzontale per il grafico della funzione. 5 LIMITE INFINITO PER X CHE TENDE AD UN VALORE INFINITO 8)Limite infinito di una funzione per x che tende a +∞ 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = +∞ 𝒙→+∞ Se x si avvicina a +∞ ⇒ x→ +∞ X∈ 𝐼 + ∞ (𝑥 > 𝑀′ ) ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 + ∞ M 𝑓(𝑥) → +∞ 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰 + ∞ (𝑓(𝑥) > 𝑀) ⇒ ∀𝑀 > 0 ∃ 𝑀′ > 0: ∀𝑥 𝑐𝑜𝑛 𝑥 > 𝑀′ ⇒ M’ 𝑓(𝑥) > 𝑀 𝒍𝒊𝒎 𝒇(𝒙) = −∞ 𝒙→+∞ Se x si avvicina a +∞ ⇒ x→ +∞ X∈ 𝐼 + ∞ (𝑥 > 𝑀′ ) ⇒ ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 − ∞ 𝑓(𝑥) → −∞ M’ 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰 − ∞ (𝑓(𝑥) < −𝑀) ∀𝑀 > 0 ∃ 𝑀′ > 0: ∀𝑥 𝑐𝑜𝑛 𝑥 > 𝑀′ ⇒ -M 𝑓(𝑥) < −𝑀 6 9)Limite infinito di una funzione per x che tende a −∞ 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = +∞ 𝒙→−∞ Se x si avvicina a - ∞ ⇒ x→ −∞ X∈ 𝐼 − ∞ (𝑥 < −𝑀′ ) ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 + ∞ 𝑓(𝑥) → +∞ 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰 + ∞ (𝑓(𝑥) > 𝑀) ⇒ M ∀𝑀 > 0 ∃ 𝑀′ > 0: ∀𝑥 𝑐𝑜𝑛 𝑥 < −𝑀′ ⇒ - M’ 𝑓(𝑥) > 𝑀 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = −∞ 𝒙→−∞ Se x si avvicina a - ∞ ⇒ x→ −∞ X∈ 𝐼 − ∞ (𝑥 < −𝑀′ ) ′ ⇒ ⇒ 𝑓(𝑥)𝑠𝑖 𝑎𝑣𝑣𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑎 − ∞ 𝑓(𝑥) → −∞ 𝑓(𝑥) ∈ 𝑰 − ∞ (𝑓(𝑥) < −𝑀) ∀𝑀 > 0 ∃ 𝑀 > 0: ∀𝑥 𝑐𝑜𝑛 𝑥 < −𝑀 ′ ⇒ - M’ -M 𝑓(𝑥) < −𝑀 7 ASINTOTO Il termine asintoto deriva dal greco asymptotos che significa che non incontra . L’aggettivo asintotico significa ciò che tende ad avvicinarsi sempre più a qualcosa senza mai raggiungerlo. Per una funzione il cui grafico si estende all’infinito (ad esempio parabola , iperbole, retta, funzione esponenziale e logaritmica) si definisce asintoto una retta che goda della proprietà di essere tangente alla curva all’infinito, cioè detto P un punto del grafico e H la sua proiezione ortogonale sull’asintoto r, la distanza̅̅̅̅̅ 𝑃𝐻 tende a zero al tendere del punto P all’infinito ( cioè al tendere all’infinito di almeno una delle sue coordinate) Rispetto a un sistema di assi cartesiani Oxy, un asintoto può essere verticale o parallelo all’asse y, orizzontale o parallelo all’asse x, obliquo. Per il grafico di una funzione y=f(x) una retta x=c è un asintoto verticale se lim 𝑓(𝑥) = ±∞ ( c ∈ 𝑅) y=l è un asintoto orizzontale se lim 𝑓(𝑥) = 𝑙 (𝑙 ∈ 𝑅) 𝑥→𝑐 𝑥→±∞ 8 y=mx+n è un asintoto obliquo se o lim 𝑓(𝑥) = ±∞ 𝑥→±∞ 𝑓(𝑥) 𝑥→±∞ 𝑥 o esiste finito e diverso da zero lim o della retta uguale a tale limite ( m= 𝑙1) esiste finito lim 𝑓(𝑥) − 𝑚𝑥 = 𝑙2 così da assumere l’intercetta n della retta uguale a = 𝑙1 così da assumere il coefficiente angolare m 𝑥→±∞ tale limite ( n= 𝑙2) Ciascun asintoto potrebbe essere destro e/o sinistro ASINTOTO OBLIQUO Se 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) = ∞ 𝒙→∞ Cerco , se esiste un asintoto obliquo di equazione y=mx+n Per la ricerca di m calcolo 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙)/𝒙 = 𝒍𝟏 𝒙→∞ Se l1 è finito e diverso da 0 allora m=l1 Per la ricerca di n calcolo 𝐥𝐢𝐦 𝒇(𝒙) − 𝒎𝒙 = 𝒍𝟐 𝒙→∞ Se l2 è finito allora n=l2 Una volta trovati m e n posso scrivere l’equazione della retta e posso disegnarla intendendo che essa sia un asintoto obliquo per f(x). 9