Intervalli (a, b) {x : a x b} intervallo aperto ( a )b [a, b] {x : a x b} intervallo chiuso a [ a [ ]b [a, b) {x : a x b} intervallo aperto a destra )b (a, b] {x : a x b} intervallo aperto a sinistra a ( ]b e intorni Intorno completo simmetrico di x0 di semiampiezza ( x0 x0 ( x0 , x0 ) {x : x0 x x0 } ( x0 , x0 ) x0 x x0 x x0 x x0 ) x0 e intorni Intorno completo simmetrico di x0 di semiampiezza ( x0 ) x0 ( x0 , x0 ) {x : x0 x x0 } x0 ( x0 , x0 ) x0 x x0 x x0 x x0 È la condizione che definisce l’intervallo e intorni Intorno completo simmetrico di x0 di semiampiezza ( x0 ) x0 x0 ( x0 , x0 ) {x : x0 x x0 } ( x0 , x0 ) x0 x x0 x x0 x x0 Tratto separatamente le due disuguaglianze precedenti: x0 x e x x0 Da cui x x0 x x0 E poi si riuniscono e intorni Intorno completo simmetrico di x0 di semiampiezza ( x0 x0 ( x0 , x0 ) {x : x0 x x0 } ( x0 , x0 ) x0 x x0 x x0 x x0 ) x0 Punto di accumulazione Definizione: Dato un insieme A ed un punto di R, un punto x0 è detto di accumulazione per l’insieme A se comunque si fissi un’intorno di x0 in tale intorno cade almeno un punto di A distinto da x0 . Punto di accumulazione [ comunque si fissi un’intorno di x0 in tale intorno cade almeno un punto di A distinto da x0] Esempio 1: A = N Intorno “grande” Intorno “piccolo” Quindi le richieste della definizione NON sono verificate e quindi NON ci sono punti di accumulazione. Punto di accumulazione A {0} [1, ) Esempio 1: -1 0 1 2 3 4 5 6 7 L’insieme contiene 0 e tutti i numeri reali da 1 in poi, 1 incluso. Considero x0 4 Intorno “grande” -1 0 1 2 3 4 5 Le richieste della definizione sono verificate quindi 4 è punto di accumulazione. 6 7 Intorno “piccolo” Punto di accumulazione Esempio 1: A {0} [1, ) Considero x 0 0 Intorno “grande” -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Intorno “piccolo” Quindi le richieste della definizione NON sono verificate e quindi x0 0 non è punto di accumulazione. Punto di accumulazione Il concetto di punto di accumulazione è importante perché se il punto è di accumulazione mi posso avvicinare quanto voglio al punto rimanendo sempre su un elemento dell’insieme che sto considerando. Calcolare una funzione in un punto f : A B, Esempio A R, B R y f ( x) f ( x) 2 x 1 f (1) 2*1 1 3 f (2) 2* 2 1 5 Introduzione al concetto di limite Invece di calcolare la funzione in un punto x0 voglio vedere cosa succede ai valori assunti dalla funzione man mano che x si avvicina a x0 Quindi non interessa conoscere l’eventuale valore di f in x0 x0 ma interessa sapere cosa fa f vicino a Introduzione al concetto di limite La frase “ x si avvicina a x0” viene riscritta per brevità nel seguente modo: x x0 Il simbolo “ “ “tende” “ si avvicina” si legge oppure Introduzione al concetto di limite Esempio: studiare il comportamento della funzione f ( x) x 1 in x0=1 Osservazione: vogliamo vedere cosa succede quando x si avvicina ad x0 Non ci interessa sapere cosa fa la funzione proprio in x0, quindi aggiungo x x0 Introduzione al concetto di limite Esempio: studiare il comportamento della funzione f ( x) x 1 in x0=1, x x0 Il valore della funzione f in x0 può essere calcolato senza alcun problema: f(1)=2 , ma Osservazione: non siamo interessati al calcolo del valore della funzione nel punto x0 siamo interessati ai valori assunti dalla funzione per valori della x vicini ad x0 Grafico di Vogliamo capire come cambiano i valori della funzione man mano che x si avvicina ad x0 , cioè ad 1 Prendo quindi valori di x un pò più piccoli di 1 e vado a salire fino a 1. In corrispondenza traccio i valori di f( x ) f ( x) x 1 Costruzione del grafico per punti Si disegna un punto di coordinate (x,y) se y=f(x) • Esempio f ( x) f ( x) x 1 x f(x) ½ 3/2 ¾ 7/4 7/8 15/8 … … … … 3/2 5/2 0 ½ ¾ 7/8 3/2 x • Mi accorgo che man mano che mi avvicino a 1 i valori della funzione si avvicinano a 2, sia che mi avvicini prendendo valori più piccoli sia che prendendo valori più grandi. • Siccome abbiamo concordato di scrivere le parole “ si avvicina” mediante la freccia possiamo scrivere che f ( x) 2 per x 1 • Se invece di considerare il valore 1 consideriamo un valore qualsiasi di x0 possiamo ripetere il ragionamento, • solo che f(x) invece di avvicinarsi a 2 si avvicinerà ad un altro valore che lascio indicato con l (lettera “elle”, mnemonicamente utile perché la parola “limite” inizia con la l). Quindi in generale per questa funzione di questo esempio posso scrivere: f ( x) l per x x0 Si può quindi dare una definizione intuitiva di limite iniziando ad usare termini più matematici: Se f ( x) l per x x0 Allora si dice che per x tendente a x0 la funzione tende al limite finito l e si scrive : f ( x ) l lim x x 0 p.150 Esempio 2: Calcolare lim x1 • Innanzitutto osservo che per x 1 x 2 1 x 1 x 1 x 1 lim x1 x 2 1 x 1 ho che quindi calcolare questo limite è uguale a calcolare perché, come abbiamo detto prima, faccio tendere x a 1, molto vicino, ma non considero proprio il punto x0=1 Ma allora qui si ripete il discorso fatto per la funzione dell’esempio precedente: man mano che x 1 i valori di f ( x ) si avvicinano ad un valore che in questo caso è uguale a 2. Esempio 3 : Calcolare il limite della seguente funzione per x che si avvicina a 0 f ( x) x2 x 1 • abbiamo già visto l’insieme di definizione Osservo che posso calcolare il valore della funzione in 0: f( 0 ) = 0 • ma non posso avvicinarmi a 0 perché non ci sono punti dell’insieme di definizione vicini a piacere a 0. non si può calcolare il f ( x) lim x x 0 Cerchiamo di esprimere quanto visto finora in termini ancora più matematici, perché dobbiamo poi arrivare ad un metodo di calcolo. Invece di continuare a considerare esempi consideriamo una funzione qualsiasi che chiamiamo f(x) Considero inoltre un valore x0 ed l (lettera elle). Riconsideriamo la definizione di limite. lim x x f ( x ) l se f ( x) l per x x0 0 f ( x) l Chiariamo bene cosa vuol dire Se vuol dire che i valori di f(x) sono sempre più vicini a l l Quindi fisso un intorno di l l (l , l ) ed i valori della funzione cadranno nel suo interno, cioè l x0 x0 l f ( x) l x0 lim x x f ( x ) l se f ( x) l per x x0 0 Quando i valori di f(x) sono vicini a l ? Quando x è sufficientemente vicino a x0 Cioè quando la distanza di x da x0 è minore di cioè x0 x x0 l l l x0 x0 x0 lim x x f ( x ) l se f ( x) l per x x0 0 In generale il modo di scegliere dipenderà da Quindi metto un pedice per ricordarlo x0 x x0 l l l x0 x0 x0 lim x x f ( x ) l se f ( x) l per x x0 0 se l f ( x) l per x0 x x0 comunque scelgo , fisso a seconda di e x x0 l l l x0 x0 x0 l f ( x) l f ( x) l x0 x x0 è equivalente a è equivalente a x x0 Abbiamo detto che non guardo il valore della funzione in x0, ma solo nei punti vicini, cioè 0 xx quindi per completare la definizione scrivo 0 x x0 Inoltre la frase “comunque scelgo positivo” può essere riscritta utilizzando il simbolo “per ogni” nel seguente modo 0 La frase “esiste delta positivo” può essere riscritta usando il simbolo “esiste” nel seguente modo: 0 ed in definitiva tutta la definizione di limite può essere riscritta nel seguente modo: Definizione Sia dato x0 punto di accumulazione per l’insieme di definizione della funzione. Si dice che per x tendente x0 la funzione tende al limite finito l ( oppure ha per limite l) e si scrive: lim x x f ( x ) l 0 se 0 0 | x : 0 x x0 si ha che f ( x) l