Puzzel Puzzels
Gebruikersavatar
Jekke
Artikelen: 0
Berichten: 997
Lid geworden op: zo 12 dec 2004, 14:46

limiet

Het is lang geleden dat ik nog met limieten ben beziggeweest. Nu zit ik toch verveeld met eentje:
\(\lim_{x \to 0} {\left(\frac{1}{x}\right)}^{\sin x}\)
Dat deze limiet aan de rechterkant 1 is lijkt me evident. Als ik echter het antwoord vraag aan Maple of Wolframalpha, geven die ook voor de linkerzijde hetzelfde antwoord 1.

Ik vraag me af of deze limiet (of eenvoudiger de limiet
\(\lim_{x \to 0^{-}} x^x\)
) aan de linkerzijde uberhaupt kàn bestaan? Aangezien, indien we
\(x \in \mathcal{R}\)
nemen, de functie
\(x^x\)
slechts gedefinieerd is voor negatieve rationale getallen waarbij de noemer een oneven getal is.

Iemand die hier duidelijkheid kan scheppen?

ads

Steun Sciencetalk Nationale Keuze Cadeaukaart - 50 euro

Nationale Keuze Cadeaukaart - 50 euro

Bekijk product

Steun Sciencetalk Apple iPad A16 (2025) - 11 inch - Wi-Fi - 128GB - Yellow - 11e generatie

Apple iPad A16 (2025) - 11 inch - Wi-Fi - 128GB - Yellow - 11e generatie

Bekijk product

Steun Sciencetalk 5 stuks Plastic Labels 91201 geschikt voor Dymo LetraTag Labelprinter - Zwart op Wit - 12 mm x 4 m - S0721610 Labeltape - Telano

5 stuks Plastic Labels 91201 geschikt voor Dymo LetraTag Labelprinter - Zwart op Wit - 12 mm x 4 m - S0721610 Labeltape - Telano

Bekijk product

Gebruikersavatar
Safe
Pluimdrager
Artikelen: 0
Berichten: 10.057
Lid geworden op: wo 17 nov 2004, 12:37

Re: limiet

Jekke schreef: wo 20 nov 2013, 17:12
\(\lim_{x \to 0} {\left(\frac{1}{x}\right)}^{\sin x}\)
Schrijf de macht als een e-macht ...
Ik vraag me af of deze limiet (of eenvoudiger de limiet
\(\lim_{x \to 0^{-}} x^x\)
) aan de linkerzijde uberhaupt kàn bestaan? Aangezien, indien we
\(x \in \mathcal{R}\)
nemen, de functie
\(x^x\)
slechts gedefinieerd is voor negatieve rationale getallen waarbij de noemer een oneven getal is.
Inderdaad kan je alleen positieve x bekijken!
Scispace Scispace

Scispace is dé ai voor wetenschappers en onderzoekers. Ga naar SciSpace en profiteer van één van de beste ai's.

Scispace

Gebruikersavatar
Jekke
Artikelen: 0
Berichten: 997
Lid geworden op: zo 12 dec 2004, 14:46

Re: limiet

Safe schreef: wo 20 nov 2013, 17:36
Schrijf de macht als een e-macht ...

Inderdaad kan je alleen positieve x bekijken!
Ik begrijp hoe ik de limiet
\(\lim_{x \to 0^{+}} {\left(\frac{1}{x}\right)}^{\sin x}=\cdot\cdot\cdot=1\)
moet uitwerken.

Mijn vraag is echter of de limiet
\(\lim_{x \to 0^{-}} {\left(\frac{1}{x}\right)}^{\sin x}\)
bestaat? Volgens Maple en WolframAlpha bestaat deze wel degelijk. Volgens u dus niet, kunt u hier wat meer uitleg bij geven?
Gebruikersavatar
Safe
Pluimdrager
Artikelen: 0
Berichten: 10.057
Lid geworden op: wo 17 nov 2004, 12:37

Re: limiet

De functie f(x)=a^x is alleen gedefinieerd voor a>0 en x reëel.

Er ontstaan problemen bij a<=0, bv (-2)^(1/2)
Gebruikersavatar
Flisk
Artikelen: 0
Berichten: 1.264
Lid geworden op: vr 02 mar 2012, 14:21

Re: limiet

Ik denk dat maple dan waarschijnlijk met complexe getallen werk ipv reële, dan is de functie wel gedefinieert voor alle negatieve x.
Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.
Gebruikersavatar
Safe
Pluimdrager
Artikelen: 0
Berichten: 10.057
Lid geworden op: wo 17 nov 2004, 12:37

Re: limiet

Waarom kijk je naar (bv) Maple? Je kan toch gemakkelijk nagaan dat er 1 uit moet komen of ...
Gebruikersavatar
Jekke
Artikelen: 0
Berichten: 997
Lid geworden op: zo 12 dec 2004, 14:46

Re: limiet

Dat klopt. Dat kan je gemakkelijk nagaan. Echter als je niet erg bedreven bent in het berekenen van limieten kan het soms handig zijn een pakket te hebben als maple om je berekeningen te verifiëren.

Ik vermoedde ook dat de linkerlimiet niet bestaat. Ik twijfelde echter omdat de functie
\({\left(\frac{1}{x}\right)}^{\sin x}\)
wel gedefinieerd is voor alle negatieve rationale getallen met een oneven noemer. Dit is echter geen interval en dus is de limiet niet gedefinieerd.
Gebruikersavatar
Safe
Pluimdrager
Artikelen: 0
Berichten: 10.057
Lid geworden op: wo 17 nov 2004, 12:37

Re: limiet

Ik bedoel, vul bv voor x=.001 in, en ook x=10^(-6) ...

Maar hoe ga je verder ... ?
Gebruikersavatar
Flisk
Artikelen: 0
Berichten: 1.264
Lid geworden op: vr 02 mar 2012, 14:21

Re: limiet

Safe schreef: do 21 nov 2013, 21:09
Ik bedoel, vul bv voor x=.001 in, en ook x=10^(-6) ...

Maar hoe ga je verder ... ?
Ik denk dat de TS wel begrijpt hoe je een limiet uitrekent, maar zich vooral afvraagt waarom die softwarepakketten een resultaat geven voor de linkerlimiet, die in R niet bestaat.

De reden hiervoor is dat x^x wel gedefinieerd is voor negatieve getallen in C, het softwarepakket rekent deze limiet dus waarschijnlijk uit in de complexe getallen.

Afbeelding

Dit is de grafiek voor x^x waarbij de rode curve het complexe deel is en de blauwe het reële deel is. Men kan zien als men de limiet in het punt nul neemt, het complexe deel 0 wordt en het reële deel 1 wordt.
Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.
Gebruikersavatar
Safe
Pluimdrager
Artikelen: 0
Berichten: 10.057
Lid geworden op: wo 17 nov 2004, 12:37

Re: limiet

Flisk schreef: zo 24 nov 2013, 15:33
Ik denk dat de TS wel begrijpt hoe je een limiet uitrekent,


Het gaat niet om 'uitrekenen' maar om benaderen ...

Wat pakketten als bv Maple doen is belangrijk als je weet hoe dit plaats vindt.

Ik heb al aangegeven dat a<=0 niet mogelijk is in de functie a^x met x als reëel getal ... , wat te denken bv van a^(-1) a=0?
Gebruikersavatar
Drieske
Artikelen: 0
Berichten: 10.179
Lid geworden op: za 12 jul 2008, 17:07

Re: limiet

Safe schreef: zo 24 nov 2013, 23:13
Ik heb al aangegeven dat a<=0 niet mogelijk is in de functie a^x met x als reëel getal ... , wat te denken bv van a^(-1) a=0?

Opmerking moderator

Dat is nog steeds geen antwoord op de vraag van TS: waarom geeft Maple wél een getal als uitkomst voor de linkse limiet? Als je weet waarom, geef dat dan even duidelijk aan zou ik zeggen. Als bijv. het idee van Flisk klopt, bevestig dat dan bijv.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.
Gebruikersavatar
Flisk
Artikelen: 0
Berichten: 1.264
Lid geworden op: vr 02 mar 2012, 14:21

Re: limiet

Ik heb het volledige antwoord gevonden, zoals Safe al gezegd had, de linker limiet bestaat niet voor reële getallen.

De reden waarom Maple toch een oplossing geeft is, zoals ik al vermoedde, omdat Maple standaard de complexe oplossingen weergeeft. Zie o.a. volgende link hoe dit te verkomen:

http://www.maplesoft.com/support/help/MapleSim/view.aspx?path=UserManual%2fChapter04#restrictingthedomain

Voer maar eens volgende cmd's in:

with(RealDomain); limit(x^x, x = 0);

Nu krijg je undefined als antwoord.

Doe daarna:

restart; limit(x^x, x = 0);

en je krijgt 1 als antwoord.
Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.
Gebruikersavatar
Safe
Pluimdrager
Artikelen: 0
Berichten: 10.057
Lid geworden op: wo 17 nov 2004, 12:37

Re: limiet

Blijkens dit bericht van de moderator heb ik je vraag niet begrepen, dus nu aan jou de vraag of je tevreden bent met mijn aanwijzingen dat alleen de rechterlimiet bestaat. Dit ondanks de schijn, via de grafiek, dat ook de linkerlimiet bestaat ...
Gebruikersavatar
Jekke
Artikelen: 0
Berichten: 997
Lid geworden op: zo 12 dec 2004, 14:46

Re: limiet

Inderdaad vraag ik me af waarom de softwarepakketten zoals maple een antwoord geven. Let op dat maple geen numeriek pakket is maar een computeralgebra pakket. Anderzijds weet ik (wat maple zelf ook toegeeft) dat maple bij het commando limit in bepaalde gevallen de mist ingaat.

Ik heb intussen zelfs ontdekt dat in maple het commando limit(x^x,x=0,real) eveneens 1 als uitkomst geeft.

Anderzijds, terzijde genomen dat ik begrijp dat
\(a^x\)
voor
\(a<0\)
en
\(x\)
reëel niet gedefinieerd is, vraag ik me toch nog af of die linkerlimiet toch niet te definieren valt. Beschouw dat
\(a^x\)
wel gedefinieerd is voor
\(a<0\)
en
\(x=1/p\)
met p een oneven getal, als zijnde
\(-\left({\left(-{a}\right)}^{x}\right)\)
en
\(-\left({\left(-\frac{1}{a}\right)}^{-x}\right)\)
voor
\(p\)
negatief.

Definieren we dan
\(f:D \rightarrow R:x \mapsto x^x\)
met
\(D=\left\{ \left. \frac{-1}{p}\right|p \text{ oneven} \right\}\)
. Aangezien elke eindige omgeving van
\(x=0\)
een punt bevat van
\(D\)
, is het correct het bestaan van de limiet van
\(f\)
in
\(x=0\)
te onderzoeken. Het is nu zo dat voor elke
\(\epsilon>0\)
er een
\(\delta>0\)
bestaat zodanig dat voor elke
\(x \in D\)
met
\(0<|x|< \delta\)
geldt
\(0<|f(x)-1|< \epsilon\)
. Beschouw bvb
\(\epsilon={\left(\frac{-1}{t}\right)}^{\left(\frac{-1}{t}\right)}\)
met
\(t\ge 3\)
, dan voldoet
\(\delta>t\)
; andere gevallen voor
\(\epsilon\)
zijn eenvoudig te behandelen.

ads

Steun Sciencetalk bol cadeaukaart - 5 euro - Voor jou

bol cadeaukaart - 5 euro - Voor jou

Bekijk product

Steun Sciencetalk Nuvance SD Kaart Lezer - SD Kaartlezer USB C - Card Reader - Incl. 8-Pin Converter - Geheugenkaartlezer Micro SD

Nuvance SD Kaart Lezer - SD Kaartlezer USB C - Card Reader - Incl. 8-Pin Converter - Geheugenkaartlezer Micro SD

Bekijk product

Steun Sciencetalk Texas Instruments TI-30XB Multiview - Wetenschappelijke rekenmachine

Texas Instruments TI-30XB Multiview - Wetenschappelijke rekenmachine

Bekijk product

Gebruikersavatar
Flisk
Artikelen: 0
Berichten: 1.264
Lid geworden op: vr 02 mar 2012, 14:21

Re: limiet

Maple maakt inderdaad wat fouten bij het berekenen van limieten.

limit(x^x,x=0,real) zal niet werken, de reden hiervoor is waarschijnlijk (gokje) omdat Maple het argument wel als reëel beschouwt, maar de uitkomst nog altijd complex weergeeft.

with(RealDomain); limit(x^x, x = 0,right);

geeft 1


with(RealDomain); limit(x^x, x = 0,left);

geeft undefined.

Deze twee resultaten kloppen dan wel weer.

Maar bij bijvoorbeeld

with(RealDomain); limit(x^x, x = -1/5);

geeft Maple als resultaat: -5^(1/5).

Terwijl de functie x^x niet gedefinieerd is voor negatieve x element van R.

De functie zou men uiteraard kunnen definiëren voor negatieve x element van Q zolang de noemer oneven is of de teller even. We noemen x^x niet gedefinieerd voor negatieve x uit handigheid lijkt me. Ik vermoed dat als we alle negatieve x waarden waarvoor x^x wel bestaat, ook op de grafiek plotten, we wel een curve krijgen, maar dan met oneindig veel gaten (die je trouwens niet kan zien). Misschien dat Safe hierover zekerheid kan brengen.

Maple kent de 'afspraak' dat x^x niet bestaan voor negatieve x niet en zal hierdoor waarschijnlijk vaak in de fout gaat.
Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.

Plaats een reactie

Je mail wordt niet openbaar getoond. Het wordt enkel gebruik voor contact of notificatie vanuit het beheer.

🗨️ Wat vind jij? Stel direct je vraag of geef je mening – zonder registratie. Je reactie zet het topic weer bovenaan bij 'Laatste posts' en trekt snel nieuwe reacties aan🔥. Mocht je als vaste bezoeker willen reageren, dan kun je je ook registreren.

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vragen te beantwoorden.

Noor heeft 10 knikkers. Ze verliest er 4 in het gras. Hoeveel heeft ze er nog?

Antwoord: (vul een getal in)

Er zitten 5 vogels op een hek. Twee vliegen weg. Hoeveel blijven er zitten?

Antwoord: (vul een getal in)

Terug naar “Analyse en Calculus”

Sciencetalk: Leer, deel of groei. Volg of geef een cursus op Sciencetalk!