\( \def\NN{\bf N\rm} \def\ZZ{\bf Z\rm} \def\QQ{\bf Q\rm} \def\RR{\bf R\rm} \def\bold#1{\bf #1} \def\son{{\rm sen}} \def\arcton{{\rm arctg}} \def\ton{{\rm tg}} \def\coton{{\rm cotg}} \def\arcson{{\rm arcsen}} \def\sonh{{\rm senh}} \def\cosh{{\rm cosh}} \def\tonh{{\rm tgh}} \def\frac#1#2{{#1\over #2}} \def\dys{\displaystyle} \)

LIMITI DI SUCCESSIONI

Le risposte sono scritte in forma sintetica. Quando sono indicate le pagine, il testo di riferimento e'

P. Marcellini, C. Sbordone, Elementi di Matematica, Liguori Editore

DOMANDA

RISPOSTA


Cosa e' una successione di numeri reali? [pag. 39]

Definizione di limite (finito) di successione: se \( (a_n) \,\,\) e' una successione di numeri reali e se \( a\in \RR\,\) , cosa vuol dire l'affermazione " \( (a_n) \,\,\) tende ad \( a \,\) "? [pag. 41]

Quando una successione si dice convergente? [pag. 46]

Quando una successione si dice divergente? [pag. 46]

Quando una successione si dice regolare? [pag. 47]

Quando una successione si dice oscillante? Una successione si dice oscillante se non e' regolare

Quando una successione si dice infinitesima? Una successione si dice infinitesima se converge a \( 0\,\, \)

La successione \( a_n={(-1)^n\over n}\,\, \) tende a \( a=0\,\, \) (e' dimostrato a pag. 49), quindi per tale successione vale la definizione di limite. Se fissiamo \( \epsilon={1\over 5}\,\, \) per quali \( \nu\in\NN\,\, \) risulta \( |a_n - a| < \epsilon \,\, \forall \, n > \nu \,\, \) ? \( \nu \ge 5 \)

Enunciare e dimostrare il teorema sulla unicita' del limite di una successione [pag. 46]

Quando una successione si dice limitata? [(11.1)pag. 47]

Mostrare un esempio di successione limitata che non e' dotata di limite [(11.3)pag. 47]

Mostrare un esempio di successione dotata di limite ma non limitata La successione dei numeri naturali

E' possibile considerare una successione convergente ma non limitata? No, perché' ogni successione convergente e' limitata.

Enunciare e dimostrare il teorema sulla limitatezza delle successioni convergenti [pag. 47]

Enunciare e dimostrare il teorema della permanenza del segno [pag. 48]

Enunciare e dimostrare il teorema sul limite di una successione convergente non negativa [pag. 48]

Enunciare e dimostrare il teorema sul passaggio al limite in una disuguaglianza tra successioni convergenti [pag. 48]

Enunciare e dimostrare il teorema dei carabinieri [pag. 48]

Enunciare e dimostrare il teorema dei carabinieri, nell'ipotesi in cui le tre successioni \( a_n, c_n, b_n \,\, \) verificano la disuguaglianza \( a_n \le c_n \le b_n \,\, \) solo per \( n > \nu_1 \,\, \), per qualche indice \( \nu_1 \in \NN \,\, \) La dimostrazione coincide con quella classica (illustrata a pag. 49), l'unica differenza e' che si deve porre \( \nu \) uguale al massimo di tre indici, precisamente di \( \nu_1 \) e dei due indici dati dalla definizione di limite applicata alle successioni \( a_n \,\, \) e \( b_n \,\, \)

Enunciare e dimostrare il teorema dei carabinieri, nel caso di due successioni \( a_n \,\, \) e \( b_n \,\, \), con la prima successione \( a_n \,\, \) divergente positivamente [(12.9) pag. 49]

Enunciare e dimostrare il teorema dei carabinieri, nel caso di due successioni \( a_n \,\, \) e \( b_n \,\, \), con la seconda successione \( b_n \,\, \) divergente negativamente [(12.10) pag. 49]

Enunciare il teorema sulle operazioni con i limiti, nel caso di successioni convergenti [(13.3), (13.4), (13.5), (13.6), pag. 50]

Cosa vuol dire l'affermazione: \( 0 \cdot \infty \,\, \) e' una forma indeterminata? [pag. 51]

Esibire un esempio di forma del tipo \( 0 \cdot \infty \,\, \) che sia convergente a zero \( a_n=1/n^2 \,\, , b_n=n \,\, \)

Esibire un esempio di forma del tipo \( 0 \cdot \infty \,\, \) che sia convergente a uno \( a_n=1/n \,\, , b_n=n \,\, \)

Esibire un esempio di forma del tipo \( 0 \cdot \infty \,\, \) che sia divergente positivamente \( a_n=1/n \,\, , b_n=n^2 \,\, \)

Scrivere il limite della successione \( n^b \,\, \) per ogni \( b\in\RR \,\, \) [(13.17)pag. 52]

Quanto e' il limite della successione \( \sqrt{n} \,\, \) ? [(13.18)pag. 52]

Quanto e' il limite della successione \( \arcton{n} \,\, \) ? \( \pi /2 \,\, \)

Quanto e' il limite della successione \( \log n \,\, \) ? \( +\infty \,\, \)

Scrivere il limite della successione \( a^n \,\, \) per ogni \( a\in\RR \,\, \) [(13.20)pag. 53]

Dimostrare che il seno di una successione infinitesima e' una successione infinitesima [(13.22)pag. 54]

Dimostrare che il coseno di una successione infinitesima e' una successione convergente a \( 1 \,\, \) [(13.23)pag. 54]

Dimostrare che se \( (a_n) \,\, \) e' una successione infinitesima con \( a_n\neq 0 \,\, \) per ogni \( n\in\NN \,\, \) , allora \( \left( {\son a_n\over a_n} \right) \,\, \) e' una successione convergente a \( 1 \,\, \) [(13.26)pag. 54]

Come si definisce il numero di Nepero? [(13.31)pag. 55]

Come si definisce la successione di Fibonacci? (scrivere la definizione per ricorrenza) \( \,\,\displaystyle\cases{& \( F_1=1 \) \cr & \( F_2=1 \) \cr & \( F_{n+2}= F_{n+1}+F_n \,\, \forall n\in \NN \,\, \)}\,\,\)

Come si dimostra che il rapporto tra un termine della successione di Fibonacci e il precedente, se converge, ha per limite il rapporto aureo? Poiche' i termini della successione di Fibonacci sono numeri (interi) positivi, dalla definizione per ricorrenza si deduce che \( F_{n+1}/F_n \ge 1 \,\, \) e quindi, passando al limite (si usa un corollario del teorema della permanenza del segno), si deduce che il limite del rapporto tra un termine della successione di Fibonacci e il precedente, diciamolo \( L \,\, \) , e' maggiore o uguale a \( 1 \,\, \) . D'altra parte dalla relazione \( F_{n+1}/F_n = 1+1/(F_n/F_{n-1}) \,\, \) si deduce, utilizzando i teoremi sul limite del rapporto di successioni convergenti e sul limite della somma di successioni convergenti, che deve risultare \( L=1+1/L \,\, \) e quindi \( L \,\, \) e' la soluzione positiva dell'equazione \( L^2-L-1=0 \,\, \) , cioe' \( L=(1+\sqrt{5})/2 \,\, \)

-------------------- aggiornamento del giorno 30 ottobre 2014 --------------------

----gli studenti sono invitati a segnalare eventuali errori di stampa, inesattezze, a condividere osservazioni, ecc.----