Presentiamo nel seguito i richiami di teoria utili allo svolgimento dell’esercizio. Per richiami più completi si veda la dispensa richiami di teoria.
Sia
![Rendered by QuickLaTeX.com A \subseteq \mathbb{R}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-1977f65b60ff7f8193af26b8e6854e67_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com x_0 \in \overline{\mathbb{R}}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-744227df80cd6a8f53555bedf67d6457_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com A](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-eff0cb8a66196013088fda03a43ee0b3_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com f \colon A \to \mathbb{R}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-083eb428536fa0f27002359b923a248a_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \ell \in \overline{\mathbb{R}}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-bc259eccd6cc5ea92816d6a733755ab2_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \ell](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d564527e33464a94428f007ef5c24911_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com f](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-769def825c7d8baf80bba500ff786d4b_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com x](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-fa69be7539f00071c7f0a587a4296ece_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com x_0](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f085b7362b2d48f4abd9e2dd9798a6d1_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com V](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-2ccd5a35360c774e65f4f43b369b6b4d_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \ell](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d564527e33464a94428f007ef5c24911_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com U](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-37f7400fabac0dbaa1defc542644cddb_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com x_0](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f085b7362b2d48f4abd9e2dd9798a6d1_l3.png)
(1)
In tal caso si scrive
(2)
Risulta utile vedere come si scrive esplicitamente la definizione 1 suddividendo le casistiche in cui ,
,
e
,
,
.
Siano
![Rendered by QuickLaTeX.com A\subseteq \mathbb{R}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-9f6205f7b8d66cd77101bd02cf593a9b_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com x_0 \in {\mathbb{R}}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-c83fde6c5878aa9230aa86dec1c9d89b_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com A](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-eff0cb8a66196013088fda03a43ee0b3_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com f \colon A \to \mathbb{R}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-083eb428536fa0f27002359b923a248a_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \ell \in \overline{\mathbb{R}}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-bc259eccd6cc5ea92816d6a733755ab2_l3.png)
Si dice che
![Rendered by QuickLaTeX.com \ell](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d564527e33464a94428f007ef5c24911_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com f](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-769def825c7d8baf80bba500ff786d4b_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com x](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-fa69be7539f00071c7f0a587a4296ece_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com x_0](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f085b7362b2d48f4abd9e2dd9798a6d1_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com V](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-2ccd5a35360c774e65f4f43b369b6b4d_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \ell](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d564527e33464a94428f007ef5c24911_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \delta>0](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-7d63af9ed7a70bb0c996c9b3649ad19b_l3.png)
(3)
In tal caso si scrive
(4)
Analogamente si definisce il limite destro di per
ed esso si indica con
.
Sia
![Rendered by QuickLaTeX.com A \subseteq \mathbb{R}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-1977f65b60ff7f8193af26b8e6854e67_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com x_0](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f085b7362b2d48f4abd9e2dd9798a6d1_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com A](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-eff0cb8a66196013088fda03a43ee0b3_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com f \colon A \to \mathbb{R}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-083eb428536fa0f27002359b923a248a_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \ell \in \overline{\mathbb{R}}](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-bc259eccd6cc5ea92816d6a733755ab2_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \bullet](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-9915b802e1659e958108166d66f1ebf4_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \displaystyle \lim_{x \to x_0} f(x)= \ell](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-a4d7febb3e8122fbbff6fe8bcf60ae79_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \bullet](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-9915b802e1659e958108166d66f1ebf4_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \displaystyle \lim_{x \to x_0^+} f(x)= \lim_{x \to x_0^-} f(x) = \ell](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-0a893d86504c53e698bb8fb1826df637_l3.png)
Testo dell’esercizio
![Rendered by QuickLaTeX.com (\bigstar\bigstar\largewhitestar\largewhitestar\largewhitestar)](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-47c5ad7bd42823dbf18c33db4aa83798_l3.png)
Si verifichino, mediante la definizione, i seguenti limiti:
-
;
-
;
-
.
Svolgimento.
Risolviamo i diversi punti separatamente. L’esercizio riguarda lo studio dei limiti della funzione definita da
(5)
il cui grafico è rappresentato in figura 4a. Osserviamo che ogni numero reale è un punto di accumulazione destro e sinistro del dominio di
; inoltre anche
è un punto di accumulazione del dominio di
, essendo quest’ultimo illimitato superiormente. Dunque i limiti richiesti dalla traccia sono significativi e possono essere studiati.
Figura 4a: la funzione dell’esercizio 4.
- Occorre calcolare il limite destro in
della funzione
. Poiché
, siamo nel caso 3 riportato dalla tabella 1. Scegliamo dunque
. In virtù dell’osservazione 1 dei richiami di teoria, possiamo limitarci a considerare
. Dato che
(6)
scegliendo
otteniamo
(7)
cioè quanto volevamo provare. La situazione è rappresentata in figura 4b.
Figura 4b: illustrazione del punto 1 dell’esercizio 4. Abbiamo fissato l’intorno
di
, rappresentato in rosso, e abbiamo mostrato che esiste un intorno destro di
, definito da
, rappresentato in verde, con la seguente proprietà: se
, allora
.
- Verifichiamo ora che
. A tal fine, dobbiamo dimostrare che vale la formula nel caso 7 della tabella 1. Fissiamo
e dunque un intorno
del limite
e mostriamo che esiste
, cioè un intorno
di
, con la seguente proprietà:
(8)
Osserviamo che
(9)
Dunque, se scegliamo
, abbiamo
(10)
come desiderato. Il procedimento è illustrato in figura 4c.
Figura 4c: illustrazione del punto 2 dell’esercizio 4. Fissato l’intorno
di
, rappresentato in rosso, l’intorno
di
rappresentato in verde è tale che, se
, allora
.
- Dobbiamo verificare che valga la formula del primo caso nella tabella 1 con
e
.
Fissiamoe, in virtù dell’osservazione 1 dei richiami di teoria, , possiamo limitarci a studiare il caso in cui
. Osserviamo preliminarmente che
(11)
dove l’ultima uguaglianza segue appunto da
.
Poiché, da
segue
, quindi possiamo scegliere
e applicare (11) per ottenere
(12)
Riguardo l’ultima richiesta dell’esercizio, analogamente al punto 1 si può mostrare che
(13)
evidente anche dalla figura 4a. Poiché i limiti sinistro e destro di in
non coincidono, la proposizione 1 implica che
non esiste.