Limiti con MacLaurin
Salve a tutti!
Dovrei calcolare i seguenti limiti utilizzando gli sviluppi di MacLaurin:
1) $\lim_{x \to \0} (e^(x^2)-1-ln(1+x^2))/(cos(2x)-2+sqrt(1+4x^2))$
per eliminare la forma di indeterminazione sviluppo fino al 4° ordine:
$e^(x^2)=1+x^2+x^4/2+o(x^4)$
$ln(1+x^2)=x^2-x^4/2+o(x^4)$
$cos(2x)=1-2x^2+2/3x^4+o(x^5)$
$sqrt(1+4x^2)=1+2x^2-2x^4+o(x^4)$
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (1+x^2+x^4/2+o(x^4)-1-x^2+x^4/2+o(x^4))/(1-2x^2+2/3x^4+o(x^5)-2+1+2x^2-2x^4+o(x^4))$
$=\lim_{x \to \0} (x^4+o(x^4))/(-4/3x^4+o(x^4))=-3/4$
*************** *************
*************** *************
2) $\lim_{x \to \0} (sin(x^2)+ln(1-x^2))/(sqrt(1+x^4)-1)$
sviluppo fino al 4° ordine:
$sin(x^2)=x^2+o(x^3)$
$ln(1-x^2)=-x^2+x^4/2+o(x^4)$
$sqrt(1+x^4)=1+x^4/2+o(x^4)$
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (x^2+o(x^3)-x^2+x^4/2+o(x^4))/(1+x^4/2+o(x^4)-1)$
$=\lim_{x \to \0} (x^4/2+o(x^4))/(x^4/2+o(x^4))=1$
*************** *************
*************** *************
3)$\lim_{x \to \0}(ln(1+2x^2)-sin(2x^2)+2x^4)/(x^4ln(1+sin(3x^2)))$
sviluppo fino al 6° ordine:
$ln(1+2x^2)=2x^2-2x^4+8/3x^6+o(x^6)$
$sin(2x^2)=2x^2-4/3x^6+o(x^7)$
$ln(1+sin(3x^2))=sin(3x^2)+o(sin(3x^2))=3x^2+o(x^2)$
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (2x^2-2x^4+8/3x^6+o(x^6)-2x^2+4/3x^6+o(x^7)+2x^4)/(x^4(3x^2+o(x^2)))$
=$\lim_{x \to \0} (4x^6+o(x^6))/(3x^6+o(x^6))=4/3$
*************** *************
*************** *************
4) $\lim_{x \to \0}(e^(sin(x^2)-sin^2x-1))/(ln(1+xatanx)-x^2)$
sviluppo fino al 4° ordine:
$e^(sin(x^2)-sin^2(x)-1)=1+sin(x^2)-sin^2(x)-1+o(sin(x^2)-sin^2(x)-1)$
da qui sviluppo:
$sin(x^2)=x^2+o(x^3)$
$sin^2(x)=(x-x^3/6+o(x^4))^2=x^2-x^4/3+o(x^4)$
$ln(1+xatan(x))=xatan(x)+o(xatan(x))$
da qui sviluppo:
$atan(x)=x-x^3/3+o(x^4)
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (x^2+o(x^4)-x^2+x^4/3+o(x^4))/(x(x-x^3/3+o(x^4))-x^2)$
$=\lim_{x \to \0}(+x^4/3+o(x^4))/(-x^4/3+o(x^5))=-1$
*************** *************
*************** *************
Ricontrollando con Derive i risultati ho notato che l'esercizio 2 torna -1
e l'esercizo 4 torna -2/5.
Premettendo che con la notazione "o piccolo" ci vo poco d'accordo,
qualcuno potrebbe farmi vedere dove sono eventuali errori e/o
darmi qualche utile consiglio su come comportarsi con l' "o piccolo"?
Grazie in anticipo!
Dovrei calcolare i seguenti limiti utilizzando gli sviluppi di MacLaurin:
1) $\lim_{x \to \0} (e^(x^2)-1-ln(1+x^2))/(cos(2x)-2+sqrt(1+4x^2))$
per eliminare la forma di indeterminazione sviluppo fino al 4° ordine:
$e^(x^2)=1+x^2+x^4/2+o(x^4)$
$ln(1+x^2)=x^2-x^4/2+o(x^4)$
$cos(2x)=1-2x^2+2/3x^4+o(x^5)$
$sqrt(1+4x^2)=1+2x^2-2x^4+o(x^4)$
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (1+x^2+x^4/2+o(x^4)-1-x^2+x^4/2+o(x^4))/(1-2x^2+2/3x^4+o(x^5)-2+1+2x^2-2x^4+o(x^4))$
$=\lim_{x \to \0} (x^4+o(x^4))/(-4/3x^4+o(x^4))=-3/4$
*************** *************
*************** *************
2) $\lim_{x \to \0} (sin(x^2)+ln(1-x^2))/(sqrt(1+x^4)-1)$
sviluppo fino al 4° ordine:
$sin(x^2)=x^2+o(x^3)$
$ln(1-x^2)=-x^2+x^4/2+o(x^4)$
$sqrt(1+x^4)=1+x^4/2+o(x^4)$
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (x^2+o(x^3)-x^2+x^4/2+o(x^4))/(1+x^4/2+o(x^4)-1)$
$=\lim_{x \to \0} (x^4/2+o(x^4))/(x^4/2+o(x^4))=1$
*************** *************
*************** *************
3)$\lim_{x \to \0}(ln(1+2x^2)-sin(2x^2)+2x^4)/(x^4ln(1+sin(3x^2)))$
sviluppo fino al 6° ordine:
$ln(1+2x^2)=2x^2-2x^4+8/3x^6+o(x^6)$
$sin(2x^2)=2x^2-4/3x^6+o(x^7)$
$ln(1+sin(3x^2))=sin(3x^2)+o(sin(3x^2))=3x^2+o(x^2)$
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (2x^2-2x^4+8/3x^6+o(x^6)-2x^2+4/3x^6+o(x^7)+2x^4)/(x^4(3x^2+o(x^2)))$
=$\lim_{x \to \0} (4x^6+o(x^6))/(3x^6+o(x^6))=4/3$
*************** *************
*************** *************
4) $\lim_{x \to \0}(e^(sin(x^2)-sin^2x-1))/(ln(1+xatanx)-x^2)$
sviluppo fino al 4° ordine:
$e^(sin(x^2)-sin^2(x)-1)=1+sin(x^2)-sin^2(x)-1+o(sin(x^2)-sin^2(x)-1)$
da qui sviluppo:
$sin(x^2)=x^2+o(x^3)$
$sin^2(x)=(x-x^3/6+o(x^4))^2=x^2-x^4/3+o(x^4)$
$ln(1+xatan(x))=xatan(x)+o(xatan(x))$
da qui sviluppo:
$atan(x)=x-x^3/3+o(x^4)
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (x^2+o(x^4)-x^2+x^4/3+o(x^4))/(x(x-x^3/3+o(x^4))-x^2)$
$=\lim_{x \to \0}(+x^4/3+o(x^4))/(-x^4/3+o(x^5))=-1$
*************** *************
*************** *************
Ricontrollando con Derive i risultati ho notato che l'esercizio 2 torna -1
e l'esercizo 4 torna -2/5.
Premettendo che con la notazione "o piccolo" ci vo poco d'accordo,
qualcuno potrebbe farmi vedere dove sono eventuali errori e/o
darmi qualche utile consiglio su come comportarsi con l' "o piccolo"?
Grazie in anticipo!
Risposte
visto che ci sono posto anche quest'ultimo esercizio:
$\lim_{x \to \0} (e^x-e^sinx)/(x-tanx)$
sviluppo fino al 3° ordine:
$e^x=1+x+x^2/2+x^3/3+o(x^3)$
$e^sinx=1+sinx+(sin^2x)/2+(sin^3x)/3+o(sinx)$
da qui sviluppo:
$sinx=x-x^3/6+o(x^4)$
$sin^2x=(x+o(x^2))^2=x^2+o(x^4)
$sin^3x=(x+o(x^2))^3=x^3+o(x^6)
$tanx=x+x^3/3+o(x^4)
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (1+x+x^2/2+x^3/3+o(x^3)-1-x+x^3/6+o(x^4)-x^2/2+o(x^4)-x^3/3+o(x^6))/(x-x-x^3/3+o(x^4))$
$=\lim_{x \to \0}(x^3/6+o(x^4))/(-x^3/3+o(x^4))=-1/2$
$\lim_{x \to \0} (e^x-e^sinx)/(x-tanx)$
sviluppo fino al 3° ordine:
$e^x=1+x+x^2/2+x^3/3+o(x^3)$
$e^sinx=1+sinx+(sin^2x)/2+(sin^3x)/3+o(sinx)$
da qui sviluppo:
$sinx=x-x^3/6+o(x^4)$
$sin^2x=(x+o(x^2))^2=x^2+o(x^4)
$sin^3x=(x+o(x^2))^3=x^3+o(x^6)
$tanx=x+x^3/3+o(x^4)
ottenendo il nuovo limite:
$\lim_{x \to \0} (1+x+x^2/2+x^3/3+o(x^3)-1-x+x^3/6+o(x^4)-x^2/2+o(x^4)-x^3/3+o(x^6))/(x-x-x^3/3+o(x^4))$
$=\lim_{x \to \0}(x^3/6+o(x^4))/(-x^3/3+o(x^4))=-1/2$
"Gost91":
$e^x=1+x+x^2/2+x^3/3+o(x^3)$
$e^sinx=1+sinx+(sin^2x)/2+(sin^3x)/3+o(sinx)$
Attento a non perderti per strada i fattoriali. Inoltre è [tex]$o(\sin^2x)$[/tex]; ci sei?
Sisi ci sono, ho dei piccoli problemi con la connessione!!
Comunque giusto, ho perso di vista i fattoriali!
Però mi sfugge il motivo percui sia $o(sin^2x)$!
quindi correggendo:
$\lim_{x \to \0} (1+x+x^2/2+x^3/6+o(x^3)-1-x+x^3/6+o(?)-x^2/2+o(?)-x^3/6+o(?))/(x-x-x^3/3+o(x^4))$
$=\lim_{x \to \0}(x^3/6+o(?))/(-x^3/3+o(x^4))=-1/2$
Sapresti mica dirmi se ho svolto correttamente gli altri limiti?
Comunque giusto, ho perso di vista i fattoriali!
Però mi sfugge il motivo percui sia $o(sin^2x)$!
quindi correggendo:
$\lim_{x \to \0} (1+x+x^2/2+x^3/6+o(x^3)-1-x+x^3/6+o(?)-x^2/2+o(?)-x^3/6+o(?))/(x-x-x^3/3+o(x^4))$
$=\lim_{x \to \0}(x^3/6+o(?))/(-x^3/3+o(x^4))=-1/2$
Sapresti mica dirmi se ho svolto correttamente gli altri limiti?