Matematik

Vise med epsilon og delta at en grænseværdi er nået

20. november 2016 af JacobQa (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej jeg har et problem med et spørgsmål

Jeg skal vise at lim g(x)=1 når x->1 i funktionen g(x)=x^2+heltal(-x^2+2x), 0<x<2 ved hjælp af epsilon og delta.

Hvordan gør jeg dette?

P.s. funktionen kan også skrives: g(x)=x^2+floor((-x^2+2x)), 0<x<2


Brugbart svar (0)

Svar #1
21. november 2016 af AMelev

Du skal vise, at ∀ε>0 ∃δ>0: g(]1 - δ,1 + δ[ \ {1}) ⊆ ]1 - ε,1 + ε[ (den udprikkede omegn om x = 1)

Overvej, at du må sætte en øvre grænse for δ, svarende til at vælge en mindre omegn om 1 
Lad fx δ < 0.5 og vis at heltal(-x2 + 2x) = 0 for x ∈ ]1 - δ,1 + δ[ \ {1}
Gør rede for, at g(x) er voksende i ]1 - δ,1 + δ[ \ {1} 
Bestem g(1 + δ) = .... og  g(1 - δ) = ....
Indsæt i ulighederne g(1 + δ) < 1 + ε og g(1 - δ) > 1 - ε og løs disse mht. δ (husk, at  0 < δ < 0.1)
Vælg δ som den mindste af de to løsninger
Overvej, at du hermed har vist det ønskede g(]1 - δ,1 + δ[ \ {1}) ⊆ ]1 - ε,1 + ε[

Vedhæftet fil:Grænseværdi.JPG

Brugbart svar (0)

Svar #2
21. november 2016 af AMelev

Hvis du benytter TI-Nspire, kan du lege med den grafiske illustration i vedhæftede fil.


Svar #3
21. november 2016 af JacobQa (Slettet)

Tak for svar AMelev.

Jeg forstår ikke helt det med ∀ε>0 ∃δ >0: g(]1-δ,1+δ[/{1})⊆]1-ε,1+ε[, kan du uddybe det i ord?

Hvad mener du med at man kan sætte en øvre grænse for δ? Er det blot at bestemme et tal for δ, ligesom du har gjort med δ<0,5? Kan du kort også uddybe hvad x∈1-δ,1+δ[\{1} betyder?

Desværre benytter jeg ikke TI-Nspire. Vi bruger blot Geogebra på vores gymnasium.


Brugbart svar (0)

Svar #4
22. november 2016 af AMelev

Der er flere mere eller mindre præsice måder, at beskrive grænseværdi på, i dette tilfælde at g(x)→1, for x→1
- når x nærmer sig 1, så nærmer g(x) sig 1
- jo tættere x kommer på 1, jo tættere kommer g(x) på 1
- g(x) kan komme så tæt på 1, som man ønsker, hvis man vælger x tilstrækkelig tæt på 1
- for ethvert interval J omkring 1 på 2.aksen, kan man finde et udprikket (1 er ikke med) interval Io omkring 1 på 1.aksen, som med g afbildes ind i J

Det er denne sidste egentlige definition, som oversat til matematisk bliver til
∀ε>0 ∃δ >0: g(]1-δ,1+δ[/{1})⊆]1-ε,1+ε[.

"Gloser
∀ læses "for alle" eller "for ethvert"
∃ læses "eksisterer" eller "findes der"
]1-ε,1+ε[ er det (symmetriske) interval J omkring 1 på 1.aksen 
\ læses "fraregnet", så ]1-δ,1+δ[/{1} er det udprikkede interval Io, hvor 1 ikke er med - x skal bare nærme sig 1 uden nogensinde at blive 1.
g(]1-δ,1+δ[/{1}) er dermed g-værdierne af alle de x, der ligger i Io
⊆ "delmængde af"

"Oversættelse"
For ethvert (symmetrisk) interval J=]1-ε,1+ε[ omkring 1 på andenaksen findes et udprikket (symmetrisk) interval Io = ]1-δ,1+δ[/{1}  på 1.aksen, så g(Io) ⊆ J (Io afbildes ind i J).
Dette svarer netop til definitionen på grænseværdi, idet man for ethvert interval altid kan fastlægge et symmetrisk delinterval, bare ved at tage den mindste afstand til hver side.

Hvis du har bestemt et interval, der afbildes ind i J, så vil ethvert delinterval jo også gøre det, hvilket svarer til at tage et mindre δ. Fidusen ved at sætte en øvre grænse på  δ er, at du så kan få samme heltalsværdi for alle x i ]1-δ,1+δ[/{1} og så bare sætte den ind i g(x), så du kan løse ulighederne.

Jeg har ikke tilstrækkelig kendskab til Geometer til, at jeg kan lave den samme kontruktion som i TI-Nspire, men det kan du måske selv. Jeg har lavet en video over TI-filen, så kan du prøve at aflure fremgangsmåden. De symmetriske intervaller er lavet ved at spejle punkt i punkt.
 


Skriv et svar til: Vise med epsilon og delta at en grænseværdi er nået

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.