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Lezione 19 — Limite intuitivo di successioni

Dove va 1/n? E (1+1/n)^n? Concetto intuitivo di limite — ponte esplicito al calcolo formale del Trim 5.

Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math I japonês — preview cap. 6 · Equiv. Klasse 11 alemã — Folgen

limnan=L\lim_{n \to \infty} a_n = L
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Concetto intuitivo

La domanda centrale

Data una successione (an)(a_n), a quale valore (se esiste) si avvicinano i termini quando nn \to \infty?

Quando questo valore esiste, diciamo che la successione converge e scriviamo limnan=L\lim_{n \to \infty} a_n = L.

Definizione intuitiva

liman=L\lim a_n = L significa: i termini ana_n diventano arbitrariamente vicini a LL quando nn è sufficientemente grande.

"Arbitrariamente" e "sufficientemente" sono proprio ciò che si formalizza con \eps\eps e NN nella Lezione 41: \eps>0,N:nNanL<\eps\forall \eps > 0, \exists N : n \geq N \Rightarrow |a_n - L| < \eps

Limiti notevoli

SuccessioneLimiteGiustificazione intuitiva
1/n1/n00termini sempre più piccoli
1/nk1/n^k (k>0k > 0)00idem, più velocemente
qnq^n ($q< 1$)
qnq^n ($q> 1$)
(1+1/n)n(1 + 1/n)^n\e2,71828\e \approx 2{,}71828numero di Eulero
nn\sqrt[n]{n}11(trucco con il logaritmo)
nk/ann^k / a^n (a>1a > 1)00l'esponenziale cresce più velocemente del polinomio

Operazioni con i limiti

Se liman=A\lim a_n = A e limbn=B\lim b_n = B (entrambi finiti):

  • lim(an+bn)=A+B\lim(a_n + b_n) = A + B
  • lim(anbn)=AB\lim(a_n \cdot b_n) = A \cdot B
  • lim(an/bn)=A/B\lim(a_n / b_n) = A/B (se B0B \neq 0)
  • limcan=cA\lim c \cdot a_n = c A (cc costante)

Successioni che NON convergono

  • Divergono a ±\pm \infty: an=na_n = n, an=2na_n = 2^n.
  • Oscillano: an=(1)na_n = (-1)^n — alterna 1 e 1-1, non tende a nulla.

Exercise list

35 exercises · 8 with worked solution (25%)

Application 15Understanding 11Modeling 7Challenge 2
  1. Ex. 19.1Application
    limn1/n=?\lim_{n \to \infty} 1/n = ?
  2. Ex. 19.2Application
    lim1/n2=?\lim 1/n^2 = ?
  3. Ex. 19.3Application
    lim(1/2)n=?\lim (1/2)^n = ?
  4. Ex. 19.4Application
    lim2n=?\lim 2^n = ?
  5. Ex. 19.5ApplicationAnswer key
    lim(n+1)/n=?\lim (n+1)/n = ?
  6. Ex. 19.6ApplicationAnswer key
    lim(3n+5)/(n+2)=?\lim (3n + 5)/(n + 2) = ?
  7. Ex. 19.7Application
    limn/2n=?\lim n/2^n = ? (L'esponenziale cresce più velocemente.)
  8. Ex. 19.8Application
    limn2/n=?\lim n^2 / n = ?
  9. Ex. 19.9ApplicationAnswer key
    lim(1)n/n=?\lim (-1)^n / n = ?
  10. Ex. 19.10Application
    lim(1)n=?\lim (-1)^n = ?
  11. Ex. 19.11Application
    lim(2n2+3)/(n2+1)=?\lim (2n^2 + 3)/(n^2 + 1) = ?
  12. Ex. 19.12Application
    lim1/n=?\lim 1/\sqrt{n} = ?
  13. Ex. 19.13Application
    lim(n+1n)=?\lim (\sqrt{n+1} - \sqrt{n}) = ?
  14. Ex. 19.14Application
    lim(1+1/n)n=?\lim (1 + 1/n)^n = ? (Risp: ee.)
  15. Ex. 19.15Application
    lim5/n3=?\lim 5/n^3 = ?
  16. Ex. 19.16UnderstandingAnswer key
    Decidi se an=(1)n+1/na_n = (-1)^n + 1/n converge.
  17. Ex. 19.17Understanding
    an=nsin(1/n)a_n = n \sin(1/n). Limite? (Risp: 1.)
  18. Ex. 19.18Understanding
    an=(3n1)/(2n+5)a_n = (3n - 1)/(2n + 5). Limite?
  19. Ex. 19.19Understanding
    an=2+(0,5)na_n = 2 + (-0{,}5)^n. Converge? A che cosa?
  20. Ex. 19.20Understanding
    an=cos(nπ)a_n = \cos(n\pi). Converge?
  21. Ex. 19.21Understanding
    an=(1+2/n)na_n = (1 + 2/n)^n. Limite. (Risp: e2e^2.)
  22. Ex. 19.22Understanding
    an=n!/nna_n = n!/n^n. Converge?
  23. Ex. 19.23Understanding
    an=1+1/2+1/3++1/na_n = 1 + 1/2 + 1/3 + \ldots + 1/n (armonica parziale). Converge? (No — diverge a \infty.)
  24. Ex. 19.24Understanding
    an=sinn/na_n = \sin n / n. Converge? Per confronto.
  25. Ex. 19.25UnderstandingAnswer key
    an=(n+1)2/n3a_n = (n+1)^2 / n^3. Limite?
  26. Ex. 19.26Modeling
    Condensatore che si scarica: Vn=V0(0,9)nV_n = V_0 (0{,}9)^n. A quale valore tende?
  27. Ex. 19.27ModelingAnswer key
    Iterazione di Newton: an+1=(an+2/an)/2a_{n+1} = (a_n + 2/a_n)/2. A quale valore converge se a1=1a_1 = 1? (Risp: 2\sqrt 2.)
  28. Ex. 19.28Modeling
    Modellazione: la temperatura segue Tn=25+500,9nT_n = 25 + 50 \cdot 0{,}9^n. A quale valore tende? (Temperatura ambiente: 25°C.)
  29. Ex. 19.29ModelingAnswer key
    In statistica, la media campionaria Xˉn\bar X_n tende alla media della popolazione μ\mu (Legge dei Grandi Numeri). Concetto intuitivo.
  30. Ex. 19.30Modeling
    Nella capitalizzazione continua, limn(1+r/n)n=er\lim_{n \to \infty} (1 + r/n)^n = e^r. Per r=0,1r = 0{,}1, calcola numericamente e0,1e^{0{,}1}.
  31. Ex. 19.31Modeling
    L'area di un poligono regolare con nn lati inscritto nel cerchio unitario tende a π\pi quando nn \to \infty. (Archimede.)
  32. Ex. 19.32Modeling
    Calcolo numerico: l'errore del metodo di Eulero decade come 1/n1/n (con nn passi). A quale valore tende?
  33. Ex. 19.33UnderstandingAnswer key
    Mostra intuitivamente che il limite, se esiste, è unico.
  34. Ex. 19.34Challenge
    a1=1a_1 = 1, an+1=2+ana_{n+1} = \sqrt{2 + a_n}. A quale valore converge? (Risp: 2 — risolvi L=2+LL = \sqrt{2 + L}.)
  35. Ex. 19.35Challenge
    Mostra che se anLa_n \to L e L>0L > 0, allora esiste NN tale che an>L/2a_n > L/2 per ogni nNn \geq N. (Anteprima di \eps\eps-NN.)

Fonti di questa lezione

Updated on 2026-04-29 · Author(s): Clube da Matemática

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