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[Risolto] Limiti e continuità

  

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Il grafico in figura rappresenta una funzione $y=f(x)$, definita su tutto $R$. Rispondi ai seguenti quesiti.
a. Determina $\lim _{x \rightarrow k \pi^{-}} f(x)$ e $\lim _{x \rightarrow k \pi^{+}} f(x)$, con $k \in Z$, e discuti della continuità della funzione in tali punti.
b. Stabilisci se la funzione soddisfa le ipotesi del teorema di Weierstrass in un intervallo del tipo $\left[\frac{\pi}{6}+k \pi, \frac{\pi}{3}+k \pi\right]$, con $k \in Z$; in caso affermativo, determina i punti di massimo e di minimo assoluti.
[a. Se $k$ è pari $\lim _{x \rightarrow k \pi^{-}} f(x)=-1$ e $\lim _{x \rightarrow k \pi^{+}} f(x)=0$, se $k$ è dispari $\lim _{x \rightarrow k \pi^{-}} f(x)=0$ e $\lim _{x \rightarrow k \pi^{+}} f(x)=-1$;
b. sì, ma occorre fare una distinzione tra i tipi di intervalli...]

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SPiegare gentilmente i passaggi e argomentare.

 

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a) Dal grafico si deduce che se $k$ è pari ($-2\pi$, $0$, $2\pi$ ecc) il limite sinistro tende al valore a cui arriva la funzione (pallino bianco) dunque a $-1$, se invece $k$ è dispari e il limite destro a tendere a $-1$.

Il testo riporta come soluzione che il limite destro per $k$ pari e quello sinistro per $k$ dispari valgono $0$ prendendo in considerazione il "pallino nero". In realtà questo non è corretto: poiché la funzione non può avvicinarsi da destra (o da sinistra), dato che i punti non sono di accumulazione da entrambi i lati, in realtà il limite non esiste da destra (sinistra). Quello che si può dire è che il valore assunto dalla funzione in tali punti è 0.

Ovviamente in tali punti la funzione non è continua, ma presenta discontinuità di II specie (dato che uno dei due limiti non esiste)

b) Se $k$ è pari, la funzione non è definita nell'intervallo $[\pi/6+k\pi, \pi/3+k\pi]$, dunque il teorema non si può applicare.

Se $k$ è dispari, la funzione nell'intervallo (chiuso e limitato) risulta continua, dunque il teorema si può applicare. 

Dal grafico si può dedurre che i punti di minimo coinciderebbero con i valori assunti agli estremi dell'intervallo:

$ m = f(\pi/6+k\pi) = f(\pi/3+k\pi)$

mentre il massimo è assunto nel punto medio dell'intervallo:

$ M = f(\pi/4+k\pi) = 0$

 

 



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SOS Matematica

4.6
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