Esercizi svolti. 1. Calcolare i seguenti limiti: log(1 + 3x) x 2 + 2x. x sin 2x. l) lim. b) lim. x 0 sin x. 1 e x2 d) lim. c) lim.
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- Lelia Volpe
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1 Esercizi svolti. Calcolare i segueti iti: a log + + c ± ta si π e b + si si e d + f g h 4 + i l ± + log + log 7 log log m o cos + si p + e q si s e ta cos e u siπ cos si r si π t loge + 4 e v +. Verificare che f = e g = soo ifiitesimi dello stesso ordie per 0 e determiare k R tale che g k f.. Cofrotare tra loro gli ifiitesimi,, per. 4. Calcolare l ordie di ifiitesimo α e la parte pricipale p = k α rispetto c 006 Politecico di Torio
2 all ifiitesimo campioe per 0 delle segueti fuzioi: a e 4 b e + e c cos + d logcos e + + f e e e cos g log + log h si + i cos l + si + m + 5 o si π + q + + si + e p + si + r log Determiare l ordie di ifiitesimo α e la parte pricipale p = k rispetto α all ifiitesimo campioe per + delle segueti fuzioi: a + b arcta c + + e e + e f log d Determiare l ordie di ifiitesimo α e la parte pricipale p = k 0 α rispetto all ifiitesimo campioe 0 per che tede al valore 0 idicato delle segueti fuzioi: a log log, b e e, c si, π/ d + cos, π c 006 Politecico di Torio
3 7. Determiare l ordie di ifiito α e la parte pricipale p = k α rispetto all ifiito campioe per + delle segueti fuzioi: a / b Determiare il domiio e gli evetuali asitoti delle segueti fuzioi: a f = + + b f = e + 9. Determiare, per +, l asitoto di f = loge +. Ha seso cercare l asitoto per? 0. Cofrotare fra loro i segueti ifiiti per + mettedoli i ordie crescete di ifiito:,, log 00, log0, 5,, log,. Calcolare i segueti iti: a + b c + d 6 + log + e f 4 + g + + h log 5 + log + i l log m log o p c 006 Politecico di Torio
4 . Verificare che per a +!! +! b log +. Calcolare la parte pricipale per di a b + log 5 + log 4. Dimostrare che è u ifiito di ordie iferiore a! per. c 006 Politecico di Torio 4
5 Svolgimeto. Si ha a Ricordado che log + t = t + ot per t 0, otteiamo log + + o = + + o =. b Si ha si t = t + ot per t 0, quidi + si = o = 6 + o si = 6 + o = 5 + o e duque + si si = 6 + o 5 + o = 6 5. c Essedo ta t = t + ot, t 0, e si = + o, 0, si ha Pertato ta = + o = + o si = o = 5 + o. ta ± si = + o ± 5 + o = ± 5 = ±. d Utilizzado lo sviluppo e t = + t + ot per t 0, si ha e + = + + o + o + o = = 0. + o e Ricordado lo sviluppo a = + log a + o per 0, co a = π e a =, si ha π / + log π / log + o = log π log + o = = log π log = log π. f Ricordado che + t = + t + ot per t 0, e 5 = + log 5 + o, 0, si ha o = + log 5 + o = + o log 5 + o = log 5. c 006 Politecico di Torio 5
6 g Notiamo che 4 + = / + = / + o / per 0 +, duque 6 / = + o / + / + o / =. h Raccogliedo il termie e ricordado lo sviluppo + t = + t+ ot per t 0, si ha + = + + = = =. i Procededo come ell esercizio precedete si ha + = + + = + 5/6 + + = + 5/6 = 0. l Ricordiamo che per + la fuzioe a co a > è u ifiito di ordie superiore a α, qualuque sia α > 0. Si ha allora = = = 0. Aalogamete per si ha t = = + t + t = 0. m Per + la fuzioe log α è u ifiito di ordie iferiore a β α, β > 0, quidi log + log 7 log = log4 + log = + = 0. Ricordado che + α log β = 0, per ogi α, β > 0, si ha log log = + + log 5 + log /4 = =. c 006 Politecico di Torio 6
7 o Si ha cos = +o per +, e log+t = t+ot per t 0, duque p Risulta cos + log cos = + e = log + e +o = + e +o = e /. si + e log + si = = e log+ si = e +o +o = e +o +o = e /. q Risulta e si + + o = + o + o 7 = + o + o = 7. r Essedo = + log + o per 0 e si t = t + ot per t 0, si ha si π = si π + π log + o = si π log + o = π log + o, e quidi si π = π log. s Essedo ta = + o = + o per 0, abbiamo e ta = e +o = + + o = + o cos e = + o + + o = + o. Pertato e ta cos e = + o + o =. c 006 Politecico di Torio 7
8 t Notiamo che loge + = log e = log +, e + = log e + log + e e da cui loge + log = + e = + o e = e. u Usiamo gli sviluppi cos = + o per 0 e si t = t + ot per t 0, e l idetità siπ t = si t. Risulta siπ cos = si π π + o = si π + o = π + o si = + o = + o da cui siπ cos si = π + o + o = π. v Osserviamo che 4 + e = e log 4+ e. Ma, 4 + = + 4 = o da cui Pertato log 4 + e 4 e + = o, = log + + o o = + o 4 + o. 4 +o e = +o = e /4.. Si ha g f = / = / = 5 7, quidi g 5 7 f, 0. c 006 Politecico di Torio 8
9 . Si ha = + = 0, = / = / / = 0. Quidi è u ifiitesimo di ordie superiore a, e è u ifiitesimo di ordie superiore a per per. Possiamo ache calcolare l ordie di ifiitesimo α e la parte pricipale k α per rispetto a l ifiitesimo campioe di ordie. Ifatti si ha =,, 4 =,, + 8 e quidi ha ordie e parte pricipale 4, e ha ordie e parte pricipale a Ricordado che e t t t 0 abbiamo quidi α = 4 e p = 4. e 4 4, 0, b Si ha e + e = e + +o e = e e +o = e + o e, 0. Duque α = e p = e. c Risulta cos = + o + + o /, 0 ; pertato α = / e p = /. d Essedo log + t = t + ot t t 0, si ha logcos = log + o = + o, 0 ; c 006 Politecico di Torio 9
10 quidi α = e p =. e Notiamo che + 0, ma questo o ci permette di cocludere che + + è equivalete a per 0. Ifatti ricordado che + α = α + o α 0, si ha + + = + / + = + o + duque α = 4/ e p = 4/. = 4/ + o 4/ 4/, 0 ; f Per 0 si ha e e e cos = e ++o e +o = e e +o e +o = e + o + + o = e + o e ; pertato α = e p = e. g Si ha log + log = log + quidi α = e p =. = log +, 0, h Essedo si e + 0, si ha si +, 0, pertato α = e p =. i Essedo cos t t t 0, si ha cos = cos / 4 / =, 0 ; pertato α = e p =. l Per 0 si ha + = + + o + o = + o, c 006 Politecico di Torio 0
11 e quidi α = e p =. m Per 0 si ha si = + o e quidi si = / + o / /5 + o /5 / /5 = /5. I defiitiva α = /5 e p = /5. La fuzioe si 0 è u ifiitesimo di ordie, metre e 0 ha ordie, quidi + si + e = + o 0. I coclusioe α = e p =. o Utilizzado l idetità siπ + t = si t abbiamo per 0 si π + si π + π π + o = si + o π. Pertato α = e p = π. p Ricordiamo che = t + ot t 0, quidi si ha +t + si = + + o + + o = + o, 0 ; duque α = e p =. Possiamo ache procedere calcolado prima il deomiatore comue: + si = si + = + o + o, 0. q Risulta + + = = quidi α = e p =. + = + o o, 0 ; + o r Notiamo che 9 + = + 9 = o = o, 0, c 006 Politecico di Torio
12 e quidi 9 log + Pertato α = e p = a Si ha = log o = 6 + o 6, 0. + = + 8/ = + o, essedo u ifiitesimo di ordie superiore a 8/ α = e p =. +, per +. Duque b Essedo arctat t t 0, si ha quidi α = e p =. arcta, +, c Notiamo che + +, ma ciò o ci cosete di dire che la fuzioe + + è equivalete a per +. Ifatti per + si ha + = + + = + e quidi essedo = o per +, si ha Pertato α = e p = = + o., d Essedo + t t t 0, si ha =, + ; duque α = e p =. e Essedo e t t t 0, si ha e + e = e + e = e e e, +. c 006 Politecico di Torio
13 I coclusioe α = e p = e. f Si ha log + t t t 0, quidi + log = log , +. I defiitiva α = e p =. 6. a Posto = t, quado tede a, t tede a 0, e quidi log log = log + t = log + t t =,. Duque α = e p =. b Posto = t, si osservi che per, t 0; duque si ha e e = e e = e e t e t = e,. Quidi α = e p = e. c Posto π/ = t, si osservi che per π/, t 0; quidi si ha π si = si + t = cost t = π pertato α = e p = π., π ; d Poiamo π = t. Ricordado che cosz z z 0, si ha per π + cos = + cos π + t = + cos π + π t + t = cos π t + t I coclusioe α = e p = π π. 7. a Per + si ha πt = π π. / = 5 + o / + o / 5 = / 5/. Pertato α = e p = 5/. b Notiamo che per + si ha 4 + = + = + o = + o, c 006 Politecico di Torio
14 e quidi essedo = o +, sarà = + o + = + o, +. Duque α = e p =. 8. a Si ha + + f = + duque dom f = R \ { }. Essedo se se <, ± f = ± + = 4 0 ± = ±, la retta = è asitoto verticale per f. Essedo f = /, la retta + y = è asitoto orizzotale destro per f. Ifie si verifica facilmete che f =, f =, e quidi la retta y = è asitoto obliquo siistro per f. b Si ha domf = R \ {0}. I iti laterali per 0 ± valgoo f = + e+ + = e e = e + t + f = e e = e 0 e = 0, e t t = +, quidi la retta = 0 è asitoto verticale destro per f. Si ha poi f = ± ± e+ = +, f + = + e+ = e, f e = e e e t = e = e, + + t 0 + t e la retta y = e + e è asitoto obliquo destro per f. I modo aalogo si verifica che la retta y = e e è asitoto obliquo siistro per f. c 006 Politecico di Torio 4
15 9. Notado che loge + = log e + e = + log +, e si verifica facilmete che la retta y = è asitoto obliquo destro per f. No ha seso cercare l asitoto per i quato la fuzioe è defiita su 0, +, per u certo 0 < I ordie crescete di ifiito per + si ha log 0, log 00,,, log,,, 5. Per verificare che 5 è ifiito di ordie superiore a osserviamo che 5 + = + e 5 log log log = = e + = +. e log + e5. a Il ite vale zero perche la successioe è itata metre + è ifiitesima. b Il ite o esiste perché la successioe dei termii di idice pari tede a +, metre quella dei termii di idice dispari tede a. Notiamo che o è sufficiete dire che è oscillate e + tede a + per cocludere + che il ite o esiste. Per esempio la successioe a = + 5 tede a + perché a 4, pur essedo il prodotto di ua successioe oscillate per ua successioe ifiita. c + = + d =. + = =. + e = = 4/ = 0. f 6 + log log 5 = g log log5 = + = + [ = = +. +] + = e. c 006 Politecico di Torio 5
16 h Poiché /e <, si ha [ = ] = e + = 0. i + [ + = = + ] = e 0 =. l Si ha e duque log + log = log[ + ] log = log + log + log log + = + log log log + =., m = 0 + = 0. È facile verificare che per ogi vale log. Moltiplicado per abbiamo che log, e duque log,. Ricordado che e applicado il teorema del doppio cofroto otteiamo log =. o Si ha log = e log = e log log + = e = 0. p Si ha Ma e quidi = e log e log = e log e log log. e log log = e log + log = e = 0, = e log =. c 006 Politecico di Torio 6
17 +!!. a +! log b +. a Si ha = = =. + = log + = log quidi la parte pricipale è 4. b Si ha [ + ] = log e =.! = 4! 4! 6, + log 5 + log = 5 log + log 5 5, duque la parte pricipale è Scrivedo per esteso /! possiamo effettuare la seguete maggiorazioe: 0 <! = = 4 = 7. Passado al ite per e applicado il teorema del doppio cofroto otteiamo! = 0. c 006 Politecico di Torio 7
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