Esercizio 128ordine di infinitesimo e serie con potenza di esponente sin2(1/n)
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Testo. (a) Determinare l'ordine di infinito/infinitesimo della successione (b) Discutere il carattere della serie per .
(a) Ordine
Forma esponenziale. C'è una potenza con base ed esponente variabili: si scrive .
Asintotico di . È un prodotto, quindi basta l'asintoticità di ciascun fattore (non servono sviluppi più lunghi):
- e , quindi ;
- e , quindi (il termine è ).
Asintotico di . Siccome , , e In particolare (definitivamente).
| Comportamento | ||
|---|---|---|
| infinito di ordine | ||
| tende a : né infinito né infinitesimo | ||
| infinitesimo di ordine |
(b) La serie
definitivamente: si usano i criteri per le serie a termini positivi.
- : oppure ; in ogni caso , e per la condizione necessariaSe una serie converge, i suoi addendi tendono a 0.Serie numeriche → la serie (a termini positivi) diverge a .
- : ; per il confronto asintoticoUna serie a termini >= 0 converge o diverge a +infinito, mai irregolare. Criterio del confronto (0 <= a_k <= b_k), del confronto asintotico (a_k ~ L b_k) e suo corollario con le serie notevoli: si studia una serie paragonandola a 1/n^alpha o a q^n.Serie a termini non negativi e criteri del confronto → con l'armonica generalizzata la serie converge se e solo se , cioè .
Conclusione: la serie converge se e solo se ; per diverge a .
(Attenzione: per gli addendi tendono a , ma non abbastanza velocemente: la serie diverge lo stesso, come .)
Errori comuni
- Sviluppare con Taylor a ordini alti quando c'è solo un prodotto: basta l'asintoticità dei fattori.
- Confondere l'ordine di infinitesimo con la convergenza della serie: infinitesimo (per ) non basta, serve ordine .
Versione ripasso
Testo. (a) Determinare l'ordine di infinito/infinitesimo di . (b) Discutere il carattere della serie .
(a) Ordine
Uso . Sia .
- Asintotici:
- Asintotico di : Poiché , , dunque .
| Comportamento | |
|---|---|
| infinito di ordine | |
| tende a | |
| infinitesimo di ordine |
(b) La serie
definitivamente.
- : , dunque la serie divergeSe una serie converge, i suoi addendi tendono a 0.Serie numeriche → per la condizione necessaria.
- : Uso il confronto asintoticoUna serie a termini >= 0 converge o diverge a +infinito, mai irregolare. Criterio del confronto (0 <= a_k <= b_k), del confronto asintotico (a_k ~ L b_k) e suo corollario con le serie notevoli: si studia una serie paragonandola a 1/n^alpha o a q^n.Serie a termini non negativi e criteri del confronto → con l'armonica generalizzata: la serie converge se .
Conclusione: Converge per ; diverge per .
Errori tipici: Sviluppare con Taylor inutilmente anziché usare l'asintoticità dei fattori; dimenticare che per la convergenza serve ordine e non solo .