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Equazione con arctan./Succ.

  

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Spiegare gentilmente i ragionamenti, passaggi e argomentare.

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Siano:

  1. $ f(x) = \frac{1-x^4}{x^3}$
  2. $ g(x) = arctan(x)$

entrambe definite in (0, +∞)

 

Consideriamo la funzione φ(x) definita come la differenza tra la funzione f(x) e la funzione g(x)

$ φ(x) := f(x) - g(x);    \qquad  \forall x \in (0, +∞)$

 

 

La funzione φ(x) gode delle seguenti proprietà

  1. φ(x) è una funzione continua e derivabile laddove definita
  2. $ \displaystyle\lim_{x \to 0^+} φ(x) = +\infty$
  3. $ \displaystyle\lim_{x \to +\infty} φ(x) = -\infty$
  4. $φ'(x) = -\frac{3}{x^4} - \frac{1}{x^2+1} - 1 $

 

  Dai primi 3 punti, applicando il teorema degli zeri (Bolzano) segue che esiste almeno uno zero in (0, +∞).

In altre parole l'equazione ammette almeno una soluzione.

 

Dal quarto punto segue che la funzione è monotona strettamente decrescente, il che significa che lo zero è unico.

In altre parole l'equazione ammette una sola soluzione.

 

https://www.desmos.com/calculator/pbxjxtr6iq

 



Risposta
SOS Matematica

4.6
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