¿Demuestra que la función no tiene límite en x_0 = 0? + Ejemplo

¿Demuestra que la función no tiene límite en x_0 = 0? + Ejemplo
Anonim

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Explicación:

Según la definición de Heine de un límite de función tenemos:

#lim_ {x-> x_0} f (x) = g iff #

#AA {x_n} (lim_ {n -> + oo} x_n = x_0 => lim_ {n -> + oo} f (x_n) = g) #

Así que para demostrar que una función tiene NO límite en # x_0 # tenemos que encontrar dos secuencias # {x_n} # y # {barra (x) _n} # tal que

#lim_ {n -> + oo} x_n = lim_ {n -> + oo} barra (x) _n = x_0 #

y

#lim_ {n -> + oo} f (x_n)! = lim_ {n -> + oo} f (barra (x) _n) #

En el ejemplo dado, tales secuencias pueden ser:

# x_n = 1 / (2 ^ n) # y #bar (x) _n = 1 / (3 ^ n) #

Ambas secuencias convergen a # x_0 = 0 #, pero de acuerdo a la fórmula de la función tenemos:

#lim _ {n -> + oo} f (x_n) = 2 # (*)

porque todos los elementos en # x_n # están en #1,1/2,1/4,…#

y para #bar (x) _n # tenemos:

#f (barra (x) _1) = f (1) = 2 #

pero para todos #n> = 2 # tenemos: #f (barra (x) _n) = 1 #

Entonces para #n -> + oo # tenemos:

#lim_ {n -> + oo} f (barra (x) _n) = 1 # (**)

Ambas secuencias cubren a # x_0 = 0 #, pero los límites (*) y (**) son NO igual, asi el limite #lim_ {x-> 0} f (x) # no existe.

QED

La definición de límite se puede encontrar en Wikipedia en:

Responder:

Aquí hay una prueba que utiliza la negación de la definición de la existencia de un límite.

Explicación:

Version corta

#f (x) # no puede acercarse a un solo número # L # porque en cualquier barrio de #0#, la función #F# adquiere valores que difieren entre sí por #1#.

Así que no importa lo que alguien proponga para # L #hay puntos #X# cerca #0#, dónde #f (x) # Por lo menos #1/2# unidad lejos de # L #

Versión larga

#lim_ (xrarr0) f (x) # existe si y solo si

hay un numero # L # como el para todos #epsilon> 0 #, hay un #delta> 0 # tal que para todos #X#, # 0 <abs (x) <delta # implica #abs (f (x) -L) <epsilon #

La negación de esto es:

#lim_ (xrarr0) f (x) # no existe si y solo si

para cada numero, # L # hay un #epsilon> 0 #, tal que para todos #delta> 0 # hay un #X#, tal que # 0 <abs (x) <delta # y #abs (f (x) -L)> = epsilon #

Dado un numero # L #, Voy a permitir #epsilon = 1/2 # (cualquier menor # épsilon # funcionará también)

Ahora dado un positivo #delta#, Debo demostrar que hay un #X# con # 0 <absx <delta # y #abs (f (x) -L)> = 1/2 # (recordar que #epsilon = 1/2 #)

Dado un positivo #delta#, finalmente # 1/2 ^ n <delta # así que hay un # x_1 # con #f (x_1) = 2 #.

También hay un elemento. # x_2 en RR- {1, 1/2, 1/4,… } # con # 0 <x_2 <delta # y #f (x_2) = 1 #

Si #L <= (1/2) #, entonces #abs (f (x_1) -L)> = 1/2 #

Si #L> = (1/2) #, entonces #abs (f (x_2) -L)> = 1/2 #