[Wiskunde] Limieten

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 175

[Wiskunde] Limieten

Ik moet met behulp van de epsilon-delta methode aantonen dat:

Limiet van x naar 1 van de functie 1/(1+x^2) gelijk is aan 1/2

Er zijn bepaalde hints (3) gegeven, die ik graag wil volgen, om vervolgens in de 4e stap het hele bewijs te geven. Kan iemand helpen?

1) Laat zien dat we voor elke delta groter dan 0 hebben: voor alle x uit R met abs(x-1) is kleiner dan delta geldt:

abs(a+x) is kleiner dan (2 + delta)


Laten we het maar in kleine stapjes doen, dan begrijp ik het beter. Als ik dit begrijp zal ik meer informatie geven. Anders gaat het misschien te snel... :)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.590

Re: [Wiskunde] Limieten

\(Kies een \delta >0\)
x behoort dan tot het open interval
\((1-\delta , 1+\delta)\)
Ze zeggen ook wel:

x behoort tot de open bol
\( B(1,\delta)\)
\(1-\delta<x<1+\delta\)
\(1-\delta+1<x+1<1+\delta+1\)
\(2-\delta<x+1<2+\delta\)
\(\parallel (x+1)\parallel=x+1 Voor x\geq -1\)
\(\parallel (x+1)\parallel=-(x+1) Voor x<-1\)
De laatste formule kunnen we vergeten, want x nadert tot 1.
\(2-\delta<\parallel (x+1)\parallel< 2+\delta Voor x\geq -1\)
\( Voor x\rightarrow 1 geldt dus\)
\(\parallel (x+1)\parallel <2+\delta Voor a\lle \delta >0\)

Berichten: 175

Re: [Wiskunde] Limieten

Oke, geweldig! Ik moet vervolgens concluderen dat voor zulke x het volgende geldt:

abs(1/(1+x^2) - 1/2)) kleiner is dan 1/2 delta abs(1+x) kleiner is dan 1/2 delta (2+ delta)

Waarom kan ik beredeneren dat delta groter is dan 0 en kleiner of gelijk aan 1?

En hoe kan ik laten zien dat: 1/2 delta(2+ delta) kleiner of gelijk is aan 3/2 delta?

Ik ken deze methode nog niet zo goed, dus hoop dat jullie me kunnen helpen!

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.590

Re: [Wiskunde] Limieten

Nu kan ik het niet meer volgen.

Maar laten we het eens op de officiele manier afleiden.

Eerst gaan we het volgende bewijzen.

Te bewijzen: Als
\(Lim_{x\rightarrow a}g(x)=M>0,\textnormal{dan is er een }\)
\(\delta>0 \textnormal{te v\inden, zoda\nig dat , voor a\lle x behor\ende \tot}\)
\(0<\parallel x-a\parallel<\delta \textnormal{geldt, dat } g(x)>\frac{1}{2} .M\)
Te bewijzen:Als
\(Lim_{x\rightarrow a}g(x)=M<0,\textnormal{dan is er een }\)
\(\delta>0 \textnormal{te v\inden, zoda\nig dat , voor a\lle x behor\ende \tot}\)
\(0<\parallel x-a \parallel<\delta \textnormal{geldt, dat} g(x)<\frac{1}{2}.M\)
Het bewijs:

Neem aan dat
\(Lim_{x\rightarrow a} g(x)=M>0\)
\(\textnormal{Kies} \epsilon=\frac{1}{2}.M\)
\(\textnormal{Dan is er een } \delta>0 \textnormal{te v\inden, zodat voor a\lle x behor\ende \tot} 0<\parallel x-a \parallel <\delta\)
geldt ,dat
\(\parallel g(x)-M \parallel < \frac{1}{2}.M\)
\(\textnormal{Als} x\in 0<\parallel x-a \parallel <\delta \textnormal{dan}\)
\(g(x)=M -(M-g(x)) \geq M - \parallel M-g(x)\parallel>M-\frac{1}{2}.M=\frac{1}{2}M\)


Probeer eerst dit bewijs te volgen.

Berichten: 175

Re: [Wiskunde] Limieten

Ja, ik kan het enigzins volgen. Maar hoe kom ik aan de bovenstaande antwoorden. De eerste vraag is onduidelijk, geef ik toe. Een verduidelijking:

abs(1/(1+x^2) - 1/2)) is kleiner dan 1/2 delta abs(1+x), en dit is kleiner dan 1/2 delta (2+ delta).

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.590

Re: [Wiskunde] Limieten

Stel:
\(x\geq 0\)
\(\parallel \frac{1}{1+x^2} - \frac{1}{2} \parallel = \parallel \frac{1-x^2}{2.(1+x^2)}\parallel = \parallel 1-x^2\parallel . \frac{1}{\parallel 2.(1+x^2)\parallel }\)
Als
\(x\geq 0\)
Dan is
\(\frac{1}{2.\parallel 1+x^2\parallel}\leq\frac{1}{2}\)
Als je nu x tot 1 laat naderen, dan zal
\(\parallel 1-x^2 \parallel \textnormal{naderen \tot 0}\)
Ook zal
\(\frac{1}{2.\parallel 1+x^2 \parallel } \leq \frac{1}{2} \textnormal{blijven}\)
Dan zal heel de term
\(\parallel 1-x^2 \parallel . \frac{1}{\parallel 2.(1+x^2)\parallel }\)
naderen tot 0.

Dan nadert ook volgens de eerste regel de term
\(\parallel \frac{1}{1+x^2} - \frac{1}{2} \parallel \textnormal{\tot \nul} \)
Je hebt nu bewezen dat
\(Lim_{x\rightarrow 1}\frac{1}{1+x^2}=\frac{1}{2}\)

Berichten: 175

Re: [Wiskunde] Limieten

Het gaat me allemaal veel te snel. Ik zal het in nog kleinere stapjes doen.

Je hebt aangetoond dat abs(1+x) kleiner is dan 2+delta

Hoe laat je dan zien dat voor zulke x geldt:

abs(1/(1+(xx) - 1/2) kleiner is dan 1/2 delta * abs(1+x)

en dat

1/2 delta * abs(1+x) kleiner is dan 1/2 delta * (2+delta)??

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [Wiskunde] Limieten

\(\left| {\frac{{1 - x^2 }}{{2\left( {1 + x^2 } \right)}}} \right| le \left| {\frac{{\left( {1 - x} \right)\left( {1 + x} \right)}}{2}} \right| = \frac{{\left| {1 - x} \right|\left| {1 + x} \right|}}{2} < \frac{{\left( {2 + \delta } \right)\delta }}{2}\)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer