Akademisyenler öncülüğünde matematik/fizik/bilgisayar bilimleri soru cevap platformu
0 beğenilme 0 beğenilmeme
130 kez görüntülendi
$$\lim\limits_{x\to \infty}\left(\frac{1}{\sin^2x}-\frac{1}{x^2}\right)=?$$
Lisans Matematik kategorisinde (11.6k puan) tarafından  | 130 kez görüntülendi

1 cevap

1 beğenilme 0 beğenilmeme

$f(x)=\frac1{\sin^2x}-\frac1{x^2}$ çift fonksiyon olduğundan $\lim_{x\to+\infty}f(x)=\lim_{x\to-\infty}f(x)$ (ya da ikisi de yoktur).

$\lim_{x\to+\infty}\frac1{x^2}=0$ olduğundan $\lim_{x\to+\infty}\frac1{\sin^2x}$ i bulmak (veya var olmadığını göstermek) yeterlidir.
Bu limitin var olmadığı hızlıca şöyle gösterilebilir $\left(g(x)=\frac1{\sin^2x}\right)$:
$$a_n=\left\{\begin{array}{ccc} \frac {(n-1)\pi}4 & , & n\text{ çift} \\ \frac{n\pi}2 & , & n\text{ tek}\end{array}\right.$$ olsun. $\lim_{n\to+\infty}a_n=+\infty$ olduğu açıktır (veya kolayca gösterilir). $\lim_{n\to+\infty}g(a_n)$ nin var olmadığını ($\pm\infty$ de olmadığını) göstereceğiz. Bu,  $\lim_{x\to+\infty}\frac1{\sin^2x}$ in var olmadığını ($\pm\infty$ de olmadığını) göstermek için yeterlidir.
$$g(a_n)=\left\{\begin{array}{ccc} 2 & , & n\text{ çift} \\ 1 & , & n\text{ tek}\end{array}\right.=\frac32+(-1)^n\frac12$$ olur.
Buradan da, $\lim_{x\to+\infty}g(a_n)$ nin var olmadığı kolayca görülür/gösterilir.

 

Başka bir çözüm:


$a_n=\frac{(2n+1)\pi}2$ olsun. $\lim_{n\to+\infty}a_n=+\infty$ ve $g(a_n)=1\Rightarrow\lim_{n\to+\infty}g(a_n)=1$

$b_n=\frac{(2n+1)\pi}4$ olsun. $\lim_{n\to+\infty}b_n=+\infty$ ve $g(b_n)=2\Rightarrow\lim_{n\to+\infty}g(b_n)=2$


$1\neq2$ olduğundan, $\lim_{x\to+\infty}g(x)$ var olamaz ($\pm\infty$ de olamaz)

(6.3k puan) tarafından 
Şu teoremi kullandım:
$f:A\to\mathbb{R}$, $\forall n\in\mathbb{N}$ için $a_n\in A$,  $\lim_{n\to+\infty} a_n=+\infty$ ve $\lim_{x\to+\infty}f(x)=L\quad (L\in \mathbb{R}\cup\{\pm\infty\})$
ise $\lim_{n\to+\infty}f(a_n)=L$ olur.

Hemen hemen aynı şekilde:
$f$, sabit olmayan, periyodik bir fonksiyon ise $\lim_{x\to+\infty}f(x)$ (ve $\lim_{x\to-\infty}f(x)$) var olamaz.
daha genel önermesinin doğruluğu gösterilebilir.

20,344 soru
21,898 cevap
73,633 yorum
3,434,837 kullanıcı