Uzasadnienie granicy

Wyznaczanie granic funkcji. Ciągłość w punkcie i ciągłość jednostajna na przedziale. Reguła de l'Hospitala.
terefere123
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 98
Rejestracja: 3 lis 2019, o 13:03
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 73 razy
Pomógł: 1 raz

Uzasadnienie granicy

Post autor: terefere123 »

Mam problem z uzasadnieniem granicy:

\(\displaystyle{ a > 0}\)
\(\displaystyle{ \lim_{x \rightarrow \infty} \frac{x^a}{e^x} = 0}\)
Wiem, że granica równa się \(\displaystyle{ 0}\) (\(\displaystyle{ e^x > x^a}\) dla prawie wszystkich x) ale nie mam pojęcia jak to uzasadnić.
Jakby to był ciąg to skorzystałbym z szeregu, niestety tutaj \(\displaystyle{ x \in \RR}\) więc (chyba?) nie mogę tak zrobić.
Myślałem też jakby \(\displaystyle{ a}\) było naturalne to indukcji użyć i reguły Hospitala ale też niestety tak nie jest.
Proszę o pomoc ;)
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22207
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 38 razy
Pomógł: 3754 razy

Re: Uzasadnienie granicy

Post autor: a4karo »

Użyj de l'Hospitala \([a] +1\) razy
Awatar użytkownika
Janusz Tracz
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 4065
Rejestracja: 13 sie 2016, o 15:01
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: hrubielowo
Podziękował: 80 razy
Pomógł: 1392 razy

Re: Uzasadnienie granicy

Post autor: Janusz Tracz »

Wiem, że granica równa się \(\displaystyle{ 0}\) ( \(\displaystyle{ e^x>x^ \alpha }\) dla prawie wszystkich \(\displaystyle{ x}\))
To nie jest poprawne stwierdzenie. W dodatku nawet stosując przyjazną interpretację tych słów nic to nie daje w kontekście granicy.
Jakby to był ciąg to skorzystałbym z szeregu, niestety tutaj \(\displaystyle{ x\in \RR}\) więc (chyba?) nie mogę tak zrobić.
No powiedzmy. Ale można z tego wybrnąć szacowaniem

\(\displaystyle{ \frac{\left\lfloor x \right\rfloor^ \alpha }{e^{\left\lceil x \right\rceil}} \le \frac{x^ \alpha }{e^x} \le \frac{\left\lceil x \right\rceil^ \alpha }{e^{\left\lfloor x \right\rfloor}} }\)

Skoro dla "ciągu" czyli wtedy gdy \(\displaystyle{ x_n=n}\) granica ciągu \(\displaystyle{ \frac{x_n^ \alpha }{e^{x_n}} }\) dąży do zera to granice szacowań też będą dążyć do \(\displaystyle{ 0}\).
Myślałem też jakby \(\displaystyle{ \alpha }\) było naturalne to indukcji użyć i reguły Hospitala ale też niestety tak nie jest.
To jest ok. Tylko trzeba zadbać o przypadek gdzie \(\displaystyle{ \alpha \not\in\NN}\) co jest dość łatwe. Wystarczy szacowanie

\(\displaystyle{ 0 \le \frac{x^ \alpha }{e^x} \le \frac{x^ {\left\lceil \alpha \right\rceil} }{e^x} \rightarrow 0}\)
Awatar użytkownika
Gosda
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 340
Rejestracja: 29 cze 2019, o 19:46
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Oulu
Podziękował: 42 razy
Pomógł: 60 razy

Re: Uzasadnienie granicy

Post autor: Gosda »

Zależy, jak definiujesz funkcję wykładniczą. Jeśli wie się na przykład, że dla każdego ciągu liczb zespolonych \(\displaystyle{ z_n}\) dążącego do liczby \(\displaystyle{ z \in \mathbb C}\) zachodzi równość

\(\displaystyle{ \lim_{n \to \infty} \left(1 + \frac {z_n} n \right)^n = \sum_{k = 0}^\infty \frac {z^k}{k!}}\),

to wystarczy oszacować prawą sumę z dołu przez

\(\displaystyle{ \frac{z^a}{a!}}\),

gdzie \(\displaystyle{ a}\) to liczba \(\displaystyle{ \alpha}\) zaokrąglona w górę (do całkowitej).
ODPOWIEDZ