Een limiet berekenen

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Een limiet berekenen

Ik heb problemen met
\(\lim_{x\rightarrow 0}\cos{\frac{1}{x}}\)
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Berichten: 7.068

Re: Een limiet berekenen

Ik heb problemen met
\(\lim_{x\rightarrow 0}\cos{\frac{1}{x}}\)
Deze limiet bestaat niet.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Een limiet berekenen

Misschien even duiden waarom niet. Als je in 1/x de limiet naar 0 neemt, dan gaat die 1/x in absolute waarde heel groot worden (steeds groter). Vermits de cosinus periodisch is zal de cosinus van zo'n variërende hoek ook blijven schommelen tussen -1 en 1, het convergeert niet.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 792

Re: Een limiet berekenen

Criterium van een limiet :

een functie
\( f\)
heeft in een punt a een limiet
\(L\)
als en slechts als voor elke rij
\( (x_n) \)
zodat
\(x_n\neq a \forall n \)
en
\(\lim_{\nrightarrow\infty}x_n=a\)
geldt :
\( \lim_{\nrightarrow \infty} f(x_n)=L\)
De rij
\(x_n=\frac{1}{2 n \pi } \)
levert
\(\lim_{\nrightarrow \infty} \cos(\frac{1}{x_n})=1\)
De rij
\(x_n=\frac{1}{(2 n+1) \pi }\)
levert
\( \lim_{\nrightarrow \infty} \cos(\frac{1}{x_n})=-1\)
Moest de gegeven functie door kotje een limiet L hebben zou die dus zowel 1 als -1 moeten zijn. Contradictie. De limiet bestaat dus niet.

Ziezo, een rigoreus bewijs dat de limiet niet bestaat. En inderdaad : een poging om eens TD! het laatste woord te ontnemen :) :wink: .

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Een limiet berekenen

Ziezo, een rigoreus bewijs dat de limiet niet bestaat.  En inderdaad : een poging om eens TD! het laatste woord te ontnemen   :)  :wink: .
:)

Ik vond mijn "bewijs" al een grote verbetering ten opzichte van het eerste "bewijs" 8)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Een limiet berekenen

Ik heb problemen met
\(\lim_{x\rightarrow 0}\cos{\frac{1}{x}}\)


Is de vraag: Bereken de limiet? Of bewijs je bewering?

Kortom: hoe moet je deze opgave aanpakken?

Gebruikersavatar
Berichten: 792

Re: Een limiet berekenen

Er was geen vraag. Kotje zei dat er problemen mee waren. Misschien wou hij of zij alleen dat maar even zeggen?

... maar "common sense" deed ons vermoeden dat de vraag was : is er een limiet, indien ja welke, en bewijs dat.

Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Re: Een limiet berekenen

Moest de gegeven functie door kotje een limiet L hebben zou die dus zowel 1 als -1 moeten zijn. Contradictie. De limiet bestaat dus niet.  

Ziezo, een rigoreus bewijs dat de limiet niet bestaat. En inderdaad : een poging om eens TD! het laatste woord te ontnemen   .

_________________

Als ik het goed begrijp zou dus
\(\lim_{x\rightarrow 0}{\vert\cos\frac{1}{x}\vert}=1\)
 zijn.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Gebruikersavatar
Berichten: 792

Re: Een limiet berekenen

Verrevan,

laat ons om dat aan te tonen nog een derde rij maken die naar nul convergeert:
\(x_{n}=\frac{2}{(2 n +1)\pi}\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Een limiet berekenen

Als ik het goed begrijp zou dus
\(\lim_{x\rightarrow 0}{\vert\cos\frac{1}{x}\vert}=1\)
 zijn.
Nee, het is niet zo dat -1 en 1 de enige mogelijkheden waren.

In feite neemt cos(x) alle waarden in het interval [-1,1] wanneer je zijn argument in absolute waarde naar oneindig laat gaan.

De limiet bestaat in het geval met absolute waarden dus nog steeds niet.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 624

Re: Een limiet berekenen

Je kunt in veel van zulke gevallen ook de Taylorreeks uitrekenen. Voor sin(x)/x krijg je dan 1+O(x^2) en die limiet is dus 1. Voor cos(x)/x krijg je 1/x + O(x) en die limiet bestaat dus niet.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Een limiet berekenen

Voor cos(x)/x krijg je 1/x + O(x) en die limiet bestaat dus niet.
Wat bedoel je hiermee? Want cos(x)/x is toch niet hetzelfde als cos(1/x)?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 792

Re: Een limiet berekenen

Afbeelding

Deze figuur zou ook op intuïtieve wijze je moeten doen inzien dat die limiet der absolute waarde niet 1 kan zijn, je ziet toch zelf dat er maar blijven nulpunten zich herhalen? (en als een functie ergens een nulpunt heeft, heeft zijn absolute waarde dat uiteraard ook daar)

Wat wel correct is, is deze uitspraak
\(\lim_{x\rightarrow \infty} e^{x i }\)
bestaat niet maar
\(\lim_{x\rightarrow \infty} |e^{x i } |=1\)

Gebruikersavatar
Berichten: 792

Re: Een limiet berekenen

Je kunt in veel van zulke gevallen ook de Taylorreeks uitrekenen. Voor sin(x)/x krijg je dan 1+O(x^2) en die limiet is dus 1. Voor cos(x)/x krijg je 1/x + O(x) en die limiet bestaat dus niet.


Oh nee!

Daar zou ik mee oppassen hoor, taylorreeksen zijn al niet gratuit rond een punt dat een omgeving van oneindige afleidbaarheid rond zich heeft.

Hier is je functie niet eens gedefinieerd in de oorsprong!

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Een limiet berekenen

Als de gehanteerde definitie met rijtjes wat onbekend is, kun je ook de klassieke epsilon/delta definitie gebruiken.

De negatie ervan stelt dat de limiet L van f(x) voor x naar 0 niet bestaat als je een e > 0 kan vinden, voor elke d > 0, zodat voor een x in R met |x| < d geldt dat |f(x)-L| >= e. Uiteraard moet L liggen in [-1,1] want dat is het bereik van cos(1/x). Neem x voldoende groot en oplossing van |cos(1/x)| = 1, met L minimaal -1 en maximaal 1. Dan heb je als uiterste gevallen |-1-L| en |1-L| waarbij één van de twee groter dan of gelijk aan 1 is, neem e = 1.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer