Limite all'infinito ESERCIZIARIO

Calcolo differenziale, limiti, massimi e minimi, studio locale e globale per funzioni di più variabili
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EstOmBIFy
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Limite all'infinito ESERCIZIARIO

Post by EstOmBIFy »

A pag. 72 dell'eserciziario c'è questo limite:

\(\displaystyle\lim_{x^2+y^2 \to +\infty}\frac{\log\left(x^2+e^{|x|+|y|}\right)}{x^2y^2+|x|+|y|}\)

Ho idea che nel dominio \(D=[1, +\infty) \times [1, +\infty)\) tenda a ZERO; ma ogni stima che riesco a fare si conclude con \(f(x,y) \le g(x,y)\), \(g(x,y) \to 1\).

Qualcuno ha idee per lo svolgimento? :|

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Massimo Gobbino
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Re: Limite all'infinito ESERCIZIARIO

Post by Massimo Gobbino »

Beh, iniziamo a capire come funziona.

Brutalmente, chi comanda al numeratore? Chi comanda al denominatore? Quali sono gli "ordini" in gioco?

EstOmBIFy
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Re: Limite all'infinito ESERCIZIARIO

Post by EstOmBIFy »

Buongiorno professore, scusi per il ritardo, ma non avevo visto che avesse risposto... :?

Comunque, continuando a pensarci, forse ho trovato una soluzione, gliela mostro:

\(\displaystyle\frac{\log{(x^2+e^{|x|+|y|})}}{x^2y^2+|x|+|y|} = \frac{\log{(e^{|x|+|y|}(1+x^2e^{-|x|-|y|})})}{x^2y^2+|x|+|y|} = \frac{|x|+|y|}{x^2y^2+|x|+|y|} + \frac{\log{(1+x^2e^{-(|x|+|y|)})}}{x^2y^2+|x|+|y|}\).

Adesso, \(x^2e^{-|x|-|y|}\) è definitivamente \(\le 1\), quindi abbiamo:

\(\displaystyle\lim_{x^2 + y^2 \to +\infty}\frac{\log{(x^2+e^{|x|+|y|})}}{x^2y^2+|x|+|y|} = \lim_{x^2 + y^2 \to +\infty}\frac{|x|+|y|}{x^2y^2+|x|+|y|} + \lim_{x^2 + y^2 \to +\infty}\frac{\log{(2)}}{x^2y^2+|x|+|y|}\).

Il secondo limite, tende a zero: infatti \({denominatore} \to +\infty\): somma di termini positivi di cui almeno uno è illimitato.
Invece per il primo limite: inizialmente pensavo ad una cosa del tipo: \(|x|+|y| \le x^2y^2\); ma poi ho pensato anche: in \(\Bbb D\) \(|x|+|y| = x + y\), e \((x-1)(y-1) \ge 0\) da cui \(xy + 1 \ge x + y\), ma abbiamo anche \(xy \ge 1\) da cui abbiamo la catena di disuguaglianze: \(x+y \le xy +1 \le xy + xy = 2xy\). Infine otteniamo:

\(\displaystyle\frac{|x|+|y|}{x^2y^2+|x|+|y|} \le \frac{2xy}{x^2y^2} = \frac{2}{xy}\)

e quest'ultimo tende a zero; infatti \({denominatore} \to +\infty\) poiché alla peggio \(|x| o |y| \to +\infty\) e l'altra resta \(\ge 1\).

Potrebbe andare bene come svolgimento?

ghisi
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Re: Limite all'infinito ESERCIZIARIO

Post by ghisi »

E' corretto. A volere essere davvero pignoli ci sono un paio di piccole imprecisioni sostanzialmente formali: in un compito avresti preso punteggio pieno :D .
EstOmBIFy wrote: Adesso, \(x^2e^{-|x|-|y|}\) è definitivamente \(\le 1\), quindi abbiamo:
\(\lim_{x^2 + y^2 \to +\infty}\frac{\log{(x^2+e^{|x|+|y|})}}{x^2y^2+|x|+|y|} = \lim_{x^2 + y^2 \to +\infty}\frac{|x|+|y|}{x^2y^2+|x|+|y|} + \lim_{x^2 + y^2 \to +\infty}\frac{\log{(2)}}{x^2y^2+|x|+|y|}\).
Quella che ottieni non è un'ugualianza, ma solo una disugualianza (che tra l'altro andrebbe fatta prima di mettere i limiti)
EstOmBIFy wrote: Il secondo limite, tende a zero: infatti \({denominatore} \to +\infty\): somma di termini positivi di cui almeno uno è illimitato.
\({denominatore} \to +\infty\) poiché alla peggio \(|x| o |y| \to +\infty\) e l'altra resta \(\ge 1\).
Formalmente sarebbe meglio dire in entrambi i casi che sono maggiori di \(|x|+|y|\) ed eventualmente provare che questo tende a \(+\infty\) con le polari (ma è chiaro che hai capito alla perfezione cosa succede). Stessa cosa per il limite di \(x^2 e^{-|x|-|y|}.\)

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