Chiarimenti dimostrazione del prodotto di limite
Buonasera
la nostra prof di analisi ci ha fatto la dimostrazione del prodotto di 2 limiti, cioè:
$lim_(x->x_0)[f(x)g(x)]=l_1 l_2$
$AA\epsilon>0$ $EE B_1 di$ $x_0:AAx inB_1$ $l_1-\epsilon<=f(x)<=l_1+\epsilon$
$AA\epsilon>0$ $EE B_2 di$ $x_0:AAx inB_2$ $l_2-\epsilon<=g(x)<=l_2+\epsilon$
Voglio provare
$AA\epsilon>0$ $EE B$ $di$ $x_0:AAx inB$ $l_1l_2-\epsilon<=f(x)g(x)<=l_1l_2+\epsilon$
Poniamo
$|f(x)g(x)-l_1l_2|<\epsilon$ e aggiungiamo/togliamo il valore $f(x)l_2$ per ottenere
$|f(x)[g(x)-l_2] + l_2[f(x)-l_1]|<\epsilon$
Dato che $|a+b|<=|a|+|b|$
allora $|f(x)[g(x)-l_2] + l_2[f(x)-l_1]|<=|f(x)[g(x)-l_2]| + |l_2[f(x)-l_1]|$
e dato che $|ab|=|a||b|$
si ha $|f(x)[g(x)-l_2] + l_2[f(x)-l_1]|<=|f(x)| |g(x)-l_2|+|l_2| |f(x)-l_1|$
Se $|g(x)-l_2|<=\epsilon$ e $|f(x)-l_1|<=\epsilon$ (XYZ)
si ha che $B_1nnnB_2 <= |f(x)|\epsilon + |l_2|\epsilon$
Poniamo inoltre che la funzione sia localmente limitata, cioò $|f(x)|<=k AAx in B^n di$ $x_0$ ($B^n$ è l'intorno di $x_0$ dove la funzione è localmente limitata) e quindi si ha
$B=B^n$$nnnB_1nnnB_2<=|f(x)|\epsilon + |l_2|\epsilon<=k\epsilon + |l_2|\epsilon$
Ora...la prof qui ha detto che il teorema è dimostrato ma ci sono un paio di cose che non mi quadrano...dall'ultima come posso passare alla tesi del teorema, cioè $l_1l_2-\epsilon<=f(x)g(x)<=l_1l_2+\epsilon$ ?
Inoltre nel passaggio (XYZ) abbiamo sostituito $|g(x)-l_2|$ e $|f(x)-l_2|$ con il valore epsilon...però si tratta di disuguaglianze e non di uguaglianze...quindi com'è possibile?
ps. spero di non aver fatto errori sintattici!!
la nostra prof di analisi ci ha fatto la dimostrazione del prodotto di 2 limiti, cioè:
$lim_(x->x_0)[f(x)g(x)]=l_1 l_2$
$AA\epsilon>0$ $EE B_1 di$ $x_0:AAx inB_1$ $l_1-\epsilon<=f(x)<=l_1+\epsilon$
$AA\epsilon>0$ $EE B_2 di$ $x_0:AAx inB_2$ $l_2-\epsilon<=g(x)<=l_2+\epsilon$
Voglio provare
$AA\epsilon>0$ $EE B$ $di$ $x_0:AAx inB$ $l_1l_2-\epsilon<=f(x)g(x)<=l_1l_2+\epsilon$
Poniamo
$|f(x)g(x)-l_1l_2|<\epsilon$ e aggiungiamo/togliamo il valore $f(x)l_2$ per ottenere
$|f(x)[g(x)-l_2] + l_2[f(x)-l_1]|<\epsilon$
Dato che $|a+b|<=|a|+|b|$
allora $|f(x)[g(x)-l_2] + l_2[f(x)-l_1]|<=|f(x)[g(x)-l_2]| + |l_2[f(x)-l_1]|$
e dato che $|ab|=|a||b|$
si ha $|f(x)[g(x)-l_2] + l_2[f(x)-l_1]|<=|f(x)| |g(x)-l_2|+|l_2| |f(x)-l_1|$
Se $|g(x)-l_2|<=\epsilon$ e $|f(x)-l_1|<=\epsilon$ (XYZ)
si ha che $B_1nnnB_2 <= |f(x)|\epsilon + |l_2|\epsilon$
Poniamo inoltre che la funzione sia localmente limitata, cioò $|f(x)|<=k AAx in B^n di$ $x_0$ ($B^n$ è l'intorno di $x_0$ dove la funzione è localmente limitata) e quindi si ha
$B=B^n$$nnnB_1nnnB_2<=|f(x)|\epsilon + |l_2|\epsilon<=k\epsilon + |l_2|\epsilon$
Ora...la prof qui ha detto che il teorema è dimostrato ma ci sono un paio di cose che non mi quadrano...dall'ultima come posso passare alla tesi del teorema, cioè $l_1l_2-\epsilon<=f(x)g(x)<=l_1l_2+\epsilon$ ?
Inoltre nel passaggio (XYZ) abbiamo sostituito $|g(x)-l_2|$ e $|f(x)-l_2|$ con il valore epsilon...però si tratta di disuguaglianze e non di uguaglianze...quindi com'è possibile?
ps. spero di non aver fatto errori sintattici!!
Risposte
Per quanto riguarda la prima domanda ricordati che la catena di disuguaglianze parte con $|f(x)g(x)-l_1l_2| <=$ e termina con $<=k\epsilon + |l_2|\epsilon$ dunque ho ottenuto (lasciami chiamare $\epsilon_1$ quello di $f(x)$ e $\epsilon_2$ quello di $g(x)$ per evitare confusioni..) :
$|f(x)g(x)-l_1l_2| <= k\epsilon_2 + |l_2|\epsilon_1$
Se scelgo $\epsilon = k\epsilon_2 + |l_2|\epsilon_1$ ho la tesi (posso perchè vale $AA \epsilon_1 > 0, \epsilon_2 > 0$, dunque $AA \epsilon > 0$).
Quanto alla seconda, dal momento che si tratta di maggiorazioni, se $|f(x) - l_1| <= \epsilon_1$ e $|g(x) - l_2| <= \epsilon_2$, sicuramente $|f(x) - l_1| + |g(x) - l_2| <=\epsilon_1 + \epsilon_2$, dunque anche
$|f(x)||g(x)-l_2|+|l_2||f(x)-l_1| <= |f(x)|\epsilon_2 + |l_2|\epsilon_1 <= k\epsilon_2 + |l_2|\epsilon_1$
Spero di essere riuscito a spiegarmi come volevo..
$|f(x)g(x)-l_1l_2| <= k\epsilon_2 + |l_2|\epsilon_1$
Se scelgo $\epsilon = k\epsilon_2 + |l_2|\epsilon_1$ ho la tesi (posso perchè vale $AA \epsilon_1 > 0, \epsilon_2 > 0$, dunque $AA \epsilon > 0$).
Quanto alla seconda, dal momento che si tratta di maggiorazioni, se $|f(x) - l_1| <= \epsilon_1$ e $|g(x) - l_2| <= \epsilon_2$, sicuramente $|f(x) - l_1| + |g(x) - l_2| <=\epsilon_1 + \epsilon_2$, dunque anche
$|f(x)||g(x)-l_2|+|l_2||f(x)-l_1| <= |f(x)|\epsilon_2 + |l_2|\epsilon_1 <= k\epsilon_2 + |l_2|\epsilon_1$
Spero di essere riuscito a spiegarmi come volevo..

Grazie mille...sei stato molto di aiuto!!
ps. Scusa se rispondo solo ora ma sono stato parecchio impegnato in settimana!
ps. Scusa se rispondo solo ora ma sono stato parecchio impegnato in settimana!