Limite di un integrale
Salve approfitto della votra buona volonta per chiederci un problema sortomi da poco...vorrei capire bene come funziona la cosa...come si icalcolano i limiti di integrali?
In particolar modo questo:
$ lim _(n->+oo)int_{0}^{1} cos(sqrt{n}x}/{1+nx^2}dx $
vi ringrazio anticipatamente dell'aiuto dato
alla prossima!!
In particolar modo questo:
$ lim _(n->+oo)int_{0}^{1} cos(sqrt{n}x}/{1+nx^2}dx $
vi ringrazio anticipatamente dell'aiuto dato
alla prossima!!
Risposte
Prova a calcolare il limite puntuale della funzione integranda e guarda se la convergenza fosse pure uniforme, in tal caso potresti scambiare il limite con l'integrale. In alternativa puoi provare ad applicare il th. della convergenza dominata.
Ricordo un risultato sugli integrali impropri:
Sia $ f: [a, +\infty) -> RR$ una funzione continua e decrescente in $ [a, +\infty) $ tale che $ lim_{x->+\infty} f(x) = 0$.
Allora la funzione $ f(x) cos x $ è integrabile in senso generalizzato in $ [a, +\infty) $ cioè è finito il limite $ lim_{b->+\infty} int_a^b f(x) cos x dx $.
Con la sostituzione $ t=sqrt(n)x$ si ha che:
$ int_0^1 cos(sqrt(n)x)/(1+nx^2) dx = 1/sqrt(n) int_0^sqrt(n) cos(t)/(1+t^2) dt $. Ora per il risultato citato sopra l'integrale che compare nel membro a destra converge a $L \in RR$ per $n$ che tende all'infinito; siccome $1/sqrt(n)$ va a zero al tendere di $n$ all'infinito, abbiamo che, per il teorema del limite del prodotto, il limite cercato è zero.
Sia $ f: [a, +\infty) -> RR$ una funzione continua e decrescente in $ [a, +\infty) $ tale che $ lim_{x->+\infty} f(x) = 0$.
Allora la funzione $ f(x) cos x $ è integrabile in senso generalizzato in $ [a, +\infty) $ cioè è finito il limite $ lim_{b->+\infty} int_a^b f(x) cos x dx $.
Con la sostituzione $ t=sqrt(n)x$ si ha che:
$ int_0^1 cos(sqrt(n)x)/(1+nx^2) dx = 1/sqrt(n) int_0^sqrt(n) cos(t)/(1+t^2) dt $. Ora per il risultato citato sopra l'integrale che compare nel membro a destra converge a $L \in RR$ per $n$ che tende all'infinito; siccome $1/sqrt(n)$ va a zero al tendere di $n$ all'infinito, abbiamo che, per il teorema del limite del prodotto, il limite cercato è zero.