Matematické Fórum


1. 8. 2026 (L) Fórum bude brzy uzavřeno 😿

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#26 21. 07. 2008 21:45

ttopi
Místo: Ústí nad Labem
Příspěvky: 2146
Reputace:   
 

Re: Prázdninová limita

Tak už nás nenapínejte a prozraďte postup i s výsledkem :-)


oo^0 = 1

Offline

 

#27 21. 07. 2008 22:11

Marian
Místo: Mosty u Jablunkova
Příspěvky: 2512
Škola: OU
Pozice: OA, VSB-TUO
Reputace:   67 
 

Re: Prázdninová limita

↑ ttopi:

Vypocet prenecham Pavlovi. Jen prozradim, ze vysledek je racionalnim nasobkem Eulerova cisla "e".

Offline

 

#28 23. 07. 2008 20:38

Pavel
Místo: Ostrava/Rychvald
Příspěvky: 1828
Škola: OU
Pozice: EkF VŠB-TUO
Reputace:   135 
 

Re: Prázdninová limita

Zdravím všechny, vidím, že limita je opravdu oříšek. A tak je to správně :-) Takže uvedu několik prvních kroků, snad to pomůže. Nejdříve zavedu substituci n=1/x, pak limitu vyjádřím pomocí nové proměnné x a nakonec přepíšu mocninu vhodnějším způsobem.


http://forum.matweb.cz/upload/278-limita.png


Zbytek někdy příště :-)


Backslash je v TeXu tak důležitý jako nekonečno při dělení nulou v tělesech charakteristiky 0.

Offline

 

#29 23. 07. 2008 22:49 — Editoval kaja.marik (23. 07. 2008 22:49)

kaja.marik
Veterán
Příspěvky: 1915
Reputace:   57 
 

Re: Prázdninová limita

Zdravim, vzpomnel jsem si po precteni toho predchoziho prispevku na diskuse okolo limity posloupnosti a funkce, napriklad zde, ale i jinde :)

----------------------------------------------
Maminka hajná, když se Kája blížil k domovu, si zpívala. Kája ani honem nepoznal, kterou, jakou měl radost, že maminka zpívá. „Má zlatá maminko, to jsem vás už dlouho neviděl!“ „A to jistě máš něco za lubem, když jdeš s takovou,“ smála se maminka, přitiskla ho k sobě a pohladila po hlavě.

Offline

 

#30 24. 07. 2008 18:41

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita

↑ Pavel:

tak pokračování:

podle L'Hospitalova pravidla je

$\cdots=\lim_{x\to0^+}\frac{\frac{x}{1+x}-\ln(1+x)}{x^2}e^{\frac{1}{x}\ln(1+x)}=$

z aritmetiky limit a jednodušší limity $\lim_{x\to0^+}e^{\frac{1}{x}\ln(1+x)}=e$ (jednoduše řešitelná jako limita složené funkce + L'Hospital nebo se to dá jednoduše převést na známou limitu $\lim_{n\to+\infty}(1+\frac{1}{n})^n=e$) máme s Taylorovým rozvojem pro $\ln(1+x)$ v okolí nuly

$=e\cdot \lim_{x\to0^+}\frac{\frac{x}{1+x}-x+\frac{x^2}{2}+o(x^2)}{x^2}=e\cdot\lim_{x\to0^+}(\frac{x-x-x^2}{(1+x)x^2}+\frac{1}{2})=-\frac{1}{2}e$

Všechny předpoklady použitých vět byly splněny (kdo nevěří, ověří), takže původní limita je opravdu $-\frac{1}{2}e$.

Doufam, že jsem někde neudělal nějakou hloupou chybu :-)

Offline

 

#31 24. 07. 2008 21:17

Pavel
Místo: Ostrava/Rychvald
Příspěvky: 1828
Škola: OU
Pozice: EkF VŠB-TUO
Reputace:   135 
 

Re: Prázdninová limita

Výborně, tak jsme se dočkali !!!. To je ono. Ukážu ještě jeden postup:

http://forum.matweb.cz/upload/902-limita1.png

položíme-li http://forum.matweb.cz/upload/965-subst.png, pak pro http://forum.matweb.cz/upload/977-zprava.png platí, že http://forum.matweb.cz/upload/839-zleva.png a můžu tedy psát


http://forum.matweb.cz/upload/635-limita2.png

užitím l'Hospitalova pravidla dostávám výsledek


http://forum.matweb.cz/upload/408-limita3.png


Backslash je v TeXu tak důležitý jako nekonečno při dělení nulou v tělesech charakteristiky 0.

Offline

 

#32 24. 07. 2008 21:31

Pavel
Místo: Ostrava/Rychvald
Příspěvky: 1828
Škola: OU
Pozice: EkF VŠB-TUO
Reputace:   135 
 

Re: Prázdninová limita

Podobným způsobem je možné počítat limitu. Místo rozdílu je v ní podíl. O to je to jednodušší.

http://forum.matweb.cz/upload/902-limita.png


Backslash je v TeXu tak důležitý jako nekonečno při dělení nulou v tělesech charakteristiky 0.

Offline

 

#33 27. 07. 2008 13:59

Technik
Zelenáč
Příspěvky: 3
 

Re: Prázdninová limita

Ahoj. Mě vyšlo http://forum.matweb.cz/upload/841-equation2.png


Když jsem nešťastným, pracuji na matematice, abych se stal šťastným. Když jsem šťastný, dělám matematiku, abych tak zůstal.
Fyzika-Matematika UJEP

Offline

 

#34 27. 07. 2008 14:13 — Editoval BrozekP (27. 07. 2008 16:42)

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita

↑ Technik:

Ahoj, mě to vyšlo $e^{-\frac{1}{2}}$, ale tipuju, že si to omylem místo umocnění vynásobil, ne? :-)

EDIT: Teď jsem si všiml, že $-\frac{e}{2}$ je správná odpověd na původní limitu, na tu už jsem zapomněl a řešil další :-) Takže se omlouvam.

Offline

 

#35 27. 07. 2008 14:49

Pavel
Místo: Ostrava/Rychvald
Příspěvky: 1828
Škola: OU
Pozice: EkF VŠB-TUO
Reputace:   135 
 

Re: Prázdninová limita

Výborně, -1/2 bude v mocnině e. Na základě tohoto výsledku se dají vytvářet další limity:


http://forum.matweb.cz/upload/133-equation.png


:-)


Backslash je v TeXu tak důležitý jako nekonečno při dělení nulou v tělesech charakteristiky 0.

Offline

 

#36 27. 07. 2008 16:36

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita

↑ Pavel:

No dobře, abychom to tady neřešili do nekoncečna, vyřešim to všechno najednou :-)

Funkce $\ln(1+x)$ má Taylorův rozvoj (koeficienty označím $a_n$):

$\ln(1+x)= x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} + \frac{x^5}{5} - \dots = \sum_{n=1}^\infty a_nx^n = \sum_{n=1}^\infty {(-1)}^{n+1} \frac{x^n}{n} \; \mbox{ pro } x \in (-1,1]$

Zavedu nyní posloupnosti $b^i_j$ (i značí člen posloupnosti, j o kolikátou poslopnost se jedná) a přirozené logaritmy jejich limit:



A nyní indukcí dokážu $a_i=L_i$:

1. $a_1=1=\ln e=L_1$ (jak je zřejmé z definice e)

2. Předpokládáme, že $a_i=L_i$ pro všechna $i<k$. Potom

$L_k=\ln\left(\lim_{x\to0^+}e^{a_k+\sum_{i=1}^{k-1}\left(a_i-a_i\right)x^{i-k}}\right)=\ln\left(\lim_{x\to0^+}e^{a_k}\right)=\ln\left(e^{a_k}\right)=a_k$

Takže kdybys chtěl tvořit limity dalších stupňů, tak to jsou exponenciely koeficientů Taylorova rozvoje funkce $\ln(x+1)$. Doufám, že to nejde ukázat nějak triviálně, když jsem se s tim takhle vypisoval :-)

Offline

 

#37 27. 07. 2008 17:04 — Editoval BrozekP (27. 07. 2008 17:05)

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita

Tak ještě zbývá vyřešit limitu

$\lim_{n\to\infty}n\left(n\left(\left(1+\frac{1}{n}\right)^n-e\right)+\frac{1}{2}e\right)$

a další limity sestrojené z předchozích limit.

Můj odhad je, že to budou opět koeficienty rozvoje $\ln(1+x)$, tentokrát násobené e.

Offline

 

#38 27. 07. 2008 21:27

Pavel
Místo: Ostrava/Rychvald
Příspěvky: 1828
Škola: OU
Pozice: EkF VŠB-TUO
Reputace:   135 
 

Re: Prázdninová limita

Tak jsem tu limitu počítal, žádná krása - substituce x=1/n, 2 krát l'Hospital, Taylorův rozvoj ln(1+x) a vyšlo $\frac{11}{24}e$.


Backslash je v TeXu tak důležitý jako nekonečno při dělení nulou v tělesech charakteristiky 0.

Offline

 

#39 27. 07. 2008 21:52

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita

Tak to se radujme, takový divný číslo, to musíme najít další :-) A zjistit co je to za divnou posloupnost :-)

Offline

 

#40 27. 07. 2008 23:22 — Editoval Pavel (27. 07. 2008 23:24)

Pavel
Místo: Ostrava/Rychvald
Příspěvky: 1828
Škola: OU
Pozice: EkF VŠB-TUO
Reputace:   135 
 

Re: Prázdninová limita

Napadlo mě udělat Taylorův rozvoj funkce $(1+x)^{\frac 1x}$ v bodě a=0. Protože je výpočet derivací dosti divoký, vypomohl jsem si Maplem 11. A tady je výsledek:

${e}-\frac 12\,{e}x+{\frac {11}{24}}\,{e}{x}^{2}-{\frac {7}{16}}\,{e}{x}^{3}+{\frac {2447}{5760}}\,{e}{x}^{4}-{\frac {959}{2304}}\,{e}{x}^{5}+{\frac {238043}{580608}}\,{e}{x}^{6}-{\frac {67223}{165888}}\,{e}{x}^{7}+{\frac {559440199}{1393459200}}\,{e}{x}^{8}+O({x}^{9})$


Backslash je v TeXu tak důležitý jako nekonečno při dělení nulou v tělesech charakteristiky 0.

Offline

 

#41 28. 07. 2008 00:04

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita

↑ Pavel:

No to je hezký :-) Je dobře vidět jak ten vnitřek limity vždycky požere ty členy rozvoje s nižší mocninou a u vyšších zase zbude x, který jde do nuly :-)
Ale jak bys ten rozvoj sestavil na papíru? Rozvoj se přece dělá tak, že počítáš ty koeficienty, tj dosadíš bod a=0 do nultý, první, druhý, ... derivace, ale to tady nejde, protože funkce ani žádná její derivace neni definovaná v nule. Takže kde ty koeficienty Maple vezme?

Offline

 

#42 28. 07. 2008 14:18

Pavel
Místo: Ostrava/Rychvald
Příspěvky: 1828
Škola: OU
Pozice: EkF VŠB-TUO
Reputace:   135 
 

Re: Prázdninová limita

Já bych spojitě dodefinoval funkci $f(x)=(1+x)^{1/x}$ v 0 - $f(0)=e$. Pak už bych derivace v bodě 0 počítal podle definice

$f'(0)=\lim_{x\to 0}\frac{f(x)-f(0)}{x}$ . Znám-li první derivaci v 0, šel bych k derivacím vyšších řádů.


Backslash je v TeXu tak důležitý jako nekonečno při dělení nulou v tělesech charakteristiky 0.

Offline

 

#43 28. 07. 2008 15:25

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita

To jsou ale přesně ty limity, co jsme řešili, takže jsme si tim nepomohli.

Offline

 

#44 28. 07. 2008 17:54

Jorica
Místo: Vyškov
Příspěvky: 304
Reputace:   
 

Re: Prázdninová limita

Zdravim asi po 2 mesicich me absence....mam asi spoooustu neomluvenych hodin, co? Technika zklamala :-( Jsem rada, ze se tu nezahali ani o prazdninach.

Diky za prikladek, ja tu puvodni limitu nakonec zkrotila i bez Taylorova rozvoje klasickym L'Hospitalem ;-) Jako trenink po 2 letech na matersky supr :-))

Offline

 

#45 28. 07. 2008 20:20

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita

Tak k těm koeficientům rozvoje $(1+x)^{\frac{1}{x}}$ se dá dostat i jinak, než počítáním těch hrozných limit: rozvinu logaritmus do řady, vytknu e, rozvinu do řady exponencielu a mám rozvoj do libovolného řádu:

$(1+x)^{\frac{1}{x}}=e^{\frac{\ln(1+x)}{x}}=e^{\frac{x-\frac{1}{2}x^2+\frac{1}{3}x^3-\frac{1}{4}x^4+o(x^4)}{x}}=e^{1-\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}x^2-\frac{1}{4}x^3+o(x^3)}=e\cdot e^{-\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}x^2-\frac{1}{4}x^3+o(x^3)}=$
$=e\left(1+\left(-\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}x^2-\frac{1}{4}x^3+o(x^3)\right)+\frac{1}{2}\left(-\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}x^2-\frac{1}{4}x^3+o(x^3)\right)^2+\frac{1}{6}\left(-\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}x^2-\frac{1}{4}x^3+o(x^3)\right)^3+o\left(\left(-\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}x^2-\frac{1}{4}x^3+o(x^3)\right)^3\right)\right)=$
$=e\left(1-\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}x^2-\frac{1}{4}x^3+o(x^3)+\frac{1}{2}\left(\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{3}x^3+o(x^3)\right)+\frac{1}{6}\left(-\frac{1}{8}x^3+o(x^3)\right)+o(x^3)\right)=$
$=e\left(1-\frac{1}{2}x+\frac{1}{3}x^2-\frac{1}{4}x^3+\frac{1}{8}x^2-\frac{1}{6}x^3-\frac{1}{48}x^3+o(x^3)\right)=e\left(1-\frac{1}{2}x+\frac{11}{24}x^2-\frac{7}{16}x^3+o(x^3)\right)=$
$=e-\frac12ex+\frac{11}{24}ex^2-\frac{7}{16}ex^3+o(x^3)$

Offline

 

#46 28. 07. 2008 20:46 — Editoval Pavel (29. 07. 2008 10:06)

Pavel
Místo: Ostrava/Rychvald
Příspěvky: 1828
Škola: OU
Pozice: EkF VŠB-TUO
Reputace:   135 
 

Re: Prázdninová limita

Moc hezky, super. Teď ještě jednotlivé limity zkombinovat:

$\lim_{n\to\infty}\Biggl(\frac {n(\bigl(1+\frac 1n\bigr)^n-e)}{-\frac e2}\Biggr)^n=\,\cdots\,=e^{-\frac{11}{12}}$

:-)


Backslash je v TeXu tak důležitý jako nekonečno při dělení nulou v tělesech charakteristiky 0.

Offline

 

#47 28. 07. 2008 20:53 — Editoval Marian (28. 07. 2008 20:54)

Marian
Místo: Mosty u Jablunkova
Příspěvky: 2512
Škola: OU
Pozice: OA, VSB-TUO
Reputace:   67 
 

Re: Prázdninová limita

↑ BrozekP:

Mozna cesta vede i pres pouziti vety o binomicke rade. Plati totiz pro vsechna nenulova x

$ (1+x)^{1/x}=\sum_{k=0}^{\infty}{1/x\choose k}x^k=\sum_{k=0}^{\infty}\frac{1}{k!}\prod_{s=0}^{k-1}(1-sx). $

Po uprave je rozvoj obdobny jako u BrozekP.

Offline

 

#48 29. 07. 2008 19:50 — Editoval BrozekP (29. 07. 2008 19:58)

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita

↑ Pavel:

Podle programu Mathematica:

$\lim_{n\to\infty}n\left(\Biggl(\frac {n(\bigl(1+\frac 1n\bigr)^n-e)}{-\frac e2}\Biggr)^n-e^{-\frac{11}{12}}\right)=\frac{131}{288}e^{-\frac{11}{12}}$
$\lim_{n\to\infty}\left(\frac{n\left(\Biggl(\frac {n(\bigl(1+\frac 1n\bigr)^n-e)}{-\frac e2}\Biggr)^n-e^{-\frac{11}{12}}\right)}{\frac{131}{288}e^{-\frac{11}{12}}}\right)^n=\textrm{ComplexInfinity}$

Řekl bych, že to Mathematica jen neumí. Počítat se mi ta limita ale vůbec nechce :-) Takhle můžeš sestavit spoustu různých limit, ale hledat obecný způsob jak ty limity vyčíslit se mi už nechce :-) (bude to asi o dost těžší než předchozí příklady)

EDIT: Pokud snad nechceš v těchto limitách pokračovat (já myslím, že jsme si jich užili dost), tak navrhuji, abys zadal další prázdninový příklad :-) Třeba nějaký hezký prázdninový integrál :-) Nebo prázdninovou diferenciální rovnici. (Procvičení těchto oblastí by se mi hodilo i ke zkoušce, kterou budu dělat v září, z limit už zkoušku mám :-)

Offline

 

#49 29. 07. 2008 21:49

Pavel
Místo: Ostrava/Rychvald
Příspěvky: 1828
Škola: OU
Pozice: EkF VŠB-TUO
Reputace:   135 
 

Re: Prázdninová limita

Já myslím, že těchto limit už bylo dost. Ani bych se nesnažil najít nějaké obecné odvození pro poslední typ. Mrknu se ještě na tu poslední. Něco vymyslím a když mě něco napadne, založím  nové téma :-)


Backslash je v TeXu tak důležitý jako nekonečno při dělení nulou v tělesech charakteristiky 0.

Offline

 

#50 31. 07. 2008 00:27

rughar
Příspěvky: 424
Škola: MFF UK
Pozice: Vědecký pracovník
Reputace:   27 
 

Re: Prázdninová limita

Ahoj. K tomu tvému poslednímu problému. Mathematica umí spočítat všechny typy limit, které si vymyslíš. Limity totiž nejsou tak komplikované jako integrály a existuje deterministický postup, kterým vyřešíš každou limitu (Taylor, je prasácký, ale vždy vede do cíle). Konkrétně v tom co si napsal je v pořádku, jak to vyšlo. Očekáváš asi výsledek 1 a možná tě nepřekvapí, když řeknu že absolutní hodnota z výsledku je 1 a celé číslo je komplexní. Pokud bys výraz uvnitř bral jako posloupnost, pak jednoduše bude neabsolutně divergovat (konkrétně oscilovat).


1 + 1 = 1 + 1
... a nebo taky ne

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson