CAPITOLO VI LIMITI DI FUNZIONI - Accademia Piceno Aprutina ... · LIMITI DI FUNZIONI 1. ... che,...
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181 CAPITOLO VI LIMITI DI FUNZIONI 1. CONCETTO DI LIMITE Esula dallo scopo di questo libro la trattazione della teoria sui limiti . Tuttavia, pensando di fare cosa gradita allo studente, che deve possedere questa nozione come background, riteniamo più utile presentare, come richiamo, le interpretazioni grafiche di tale concetto. Sia data, a tal proposito, una funzione reale y f x = ( ) definita su un insieme E e sia x 0 , appartenente o no all’insieme, un punto di accumulazione di E. In generale quando si pensa al concetto di limite si fa riferimento alla scrittura lim () x x f x → 0 = l In realtà può aversi una casistica più amplia potendo sia x che f x ( ) tendere ad un elemento dell’insieme x 0 ovvero l , - ∞, + ∞, ∞ , dove con ∞ si indica tutta la retta reale ( - ∞, + ∞). Così si potrebbero presentare ben sedici casi con scritture quali: lim () x f x → ∞ = l lim () x f x →∞ = l lim () x f x →- ∞ ∞ = lim () x x f x → ∞ 0 = che si possono racchiudere nella seguente espressione lim () x x f x →±∞ ∞ ±∞ ∞ 0 = l A volte, però, il limite non esiste ed allora occorre studiare il comportamento in un sottoinsieme di un intorno completo di x 0 avendosi casi come i seguenti: lim () x x f x → - 0 lim () x x f x → 0 lim () x x su E f x → 0 essendo E un sottoinsieme di ed x 0 un suo punto di accumulazione; la situazione tende a complicarsi maggiormente in termini di casistica.
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181
CAPITOLO VI
LIMITI DI FUNZIONI
1. CONCETTO DI LIMITE
Esula dallo scopo di questo libro la trattazione della teoria sui limiti. Tuttavia, pensando di fare cosa
gradita allo studente, che deve possedere questa nozione come background, riteniamo più utile presentare,
come richiamo, le interpretazioni grafiche di tale concetto.
Sia data, a tal proposito, una funzione reale y f x = ( ) definita su un insieme E ⊆ ℜ e sia x0 ,
appartenente o no all’insieme, un punto di accumulazione di E.
In generale quando si pensa al concetto di limite si fa riferimento alla scrittura
lim ( )x x
f x→ 0
= l
In realtà può aversi una casistica più amplia potendo sia x che f x( ) tendere ad un elemento dell’insieme
x0 ovvero l , − ∞, + ∞, ∞ , dove con ∞ si indica tutta la retta reale (− ∞, + ∞).
Così si potrebbero presentare ben sedici casi con scritture quali:
lim ( )x
f x→+ ∞
= l lim ( )x
f x→∞
= l lim ( )x
f x→− ∞
+ ∞
= lim ( )x x
f x→
∞0
=
che si possono racchiudere nella seguente espressione
lim ( )x
xf x
→ ± ∞∞
± ∞∞
0
= l
A volte, però, il limite non esiste ed allora occorre studiare il comportamento in un sottoinsieme di un
intorno completo di x0 avendosi casi come i seguenti:
lim ( )x x
f x→ −
0
lim ( )x x
f x→ +
0
lim ( )x xsu E
f x→ 0
essendo E un sottoinsieme di ℜ ed x0 un suo punto di accumulazione; la situazione tende a complicarsi
maggiormente in termini di casistica.
182
Siano x0 ed l due numeri reali finiti. Elenchiamo qui di seguito i vari casi possibili:
1) limite finito quando x tende ad un numero finito
lim ( )x x
f x→ 0
= l
ESEMPIO
lim ( )x
x→
+1
3 2 3 =
il limite è rappresentato proprio dal punto P
2) limite finito quando x tende ad infinito comprendente i seguenti quattro casi
a) b)
lim ( )x
f x→− ∞
+
= l lim ( )
xf x
→− ∞
−
= l
y
l
xx0O
y
xO x0 = 1
l = 3 P(1, 3)
yy
O x
l+
y
O xy
l−
183
Notasi che scrivere formalmente l+ ed l− fornisce un’informazione aggiuntiva sulla tendenza dall’alto e
dal basso della nostra funzione f x( ) verso la retta y = l .
c) d)
lim ( )x
f x→+ ∞
+
= l lim ( )
xf x
→+ ∞
−
= l
ESEMPI b) + c)
La funzione
yx
= 1
è definita su tutta la retta reale tranne che nel punto x = 0 (cfr. capitolo precedente).
Segue allora che:
limx x→+ ∞
+
=
10 e lim
x x→− ∞
−
=
10
y
O x y
l−
yy
O x
l+
y
xOy = 0
184
a) + d)
limx x→+ ∞
−−
= 1
0 e limx x→− ∞
+−
= 1
0
3) limite infinito quando x tende ad un numero finito comprendente i seguenti due casi
a) limite destro e sinistro coincidenti
lim ( )x x
f x→ ±
+ ∞0
= o lim ( )x x
f x→ ±
− ∞0
=
x
y
Oy = 0
xO
y
x = x0
xO
x = x0
y
185
ESEMPIO
limx x→ ±
+ ∞0
2
1 = o lim
x x→ ±−
− ∞0 2
1 =
b) limite destro e sinistro differenti
b1) lim ( )x x
f x→ +
+ ∞0
= e lim ( )x x
f x→ −
− ∞0
=
ESEMPIO
limx x→ +
+ ∞0
1 = e lim
x x→ −− ∞
0
1 =
x = x0
x
y
y = 00
x = x0
x
y
y = 00
0 x
y
x = x0
0 x
y
x = x0
186
b2 ) lim ( )x x
f x→ +
+ ∞0
= e lim ( )x x
f x→ −
0
= l
ESEMPIO
limx
xa→ +
+ ∞0
1
= e limx
xa→ −0
1
0 = a > 1 x ≠ 0
N.B
limx
xa→ ± ∞
±
=
1
1
4) limite infinito quando x tende ad infinito comprendente i seguenti quattro casi
a) lim ( )x
f x→ + ∞
+ ∞
= e lim ( )x
f x→ − ∞
+ ∞
=
0 x
x = x0
y = l
y
x = x0
y = l = 1
y
O x
O x
y(+ ∞, + ∞)(− ∞, + ∞)
187
ESEMPIO
limx
x→+ ∞
+ ∞
= 2 e limx
x→− ∞
+ ∞
= 2
o più in generale
limx
nx→+ ∞
+ ∞
= 2 e limx
nx→− ∞
+ ∞
= 2
b) lim ( )x
f x→ + ∞
− ∞
= e lim ( )x
f x→ − ∞
− ∞
=
ESEMPIO
( )limx
x→+ ∞
− − ∞
= 2 e ( )limx
x→− ∞
− − ∞
= 2
o più in generale
( )limx
nx→+ ∞
− − ∞
= 2 e ( )limx
nx→− ∞
− − ∞
= 2
O x
y
O x
y
(+ ∞, − ∞)(− ∞, − ∞)
O x
y
188
c) lim ( )x
f x→ + ∞
+ ∞
= e lim ( )x
f x→ − ∞
− ∞
=
ESEMPIO
limx
x→+ ∞
+ ∞
= 3 e limx
x→− ∞
− ∞
= 3
o più in generale
limx
nx→+ ∞
+ + ∞
= 2 1 e limx
nx→− ∞
+ − ∞
= 2 1
d) lim ( )x
f x→ + ∞
− ∞
= e lim ( )x
f x→ − ∞
+ ∞
=
y
xO
y
xO
y
xO
189
ESEMPIO
( )limx
x→+ ∞
− − ∞
3 = e ( )limx
x→− ∞
− + ∞
= 3
ESEMPIO
Sia
f x sinx
( ) = 1
Si dimostra che limx
sinx→
0
1 non esiste o meglio oscilla tra −1 e +1. Si consideri allora l’insieme
E = x xn
con n∈ = ∈
ℜ :1π
N
Risulta pertanto:
( )lim limxsu E
nn
sinx
sin n→ → ∞
∈
0
10
= =
N
π
In ogni intorno di zero la curva compie infinite oscillazioni che vanno via via infittendosi a mano a mano che
ci si avvicina a zero.
x
y
O
y
xO
y = 1
y = − 1
190
2. TEOREMI SUI LIMITI
In questo paragrafo ci proponiamo di enunciare i più importanti teoremi che regolano le operazioni sui limiti
di funzione.
Teorema dell’unicità del limite: il limite di una funzione, se esiste, è unico.
Teorema della permanenza del segno: se, al tendere di x ad x0 , la funzione y f x = ( ) tende al limite
l ≠ 0, esiste un intorno di x0 in cui, escluso tutt’al più x0 , la funzione assume lo stesso segno del suo
limite.
3. OPERAZIONI SUI LIMITI
Limite della somma (o differenza) di due (o più) funzioni.
Primo caso
Date due funzioni y f x = ( ) ed y g x = ( ) definite rispettivamente sugli insiemi F e G ed indicato con x0
un punto di accumulazione, appartenente o no all’insieme F ∩ G, risulta:
[ ]lim ( ) ( ) lim ( ) lim ( )x x x x x x
f x g x f x g x→ → →
± ± ±0 0 0
1 2 = = l l
posto
lim ( )x x
f x→ 0
1 = l e lim ( )x x
g x→ 0
2 = l
Quindi il limite della somma di due o più funzioni è uguale alla somma dei limiti delle singole funzioni.
ESEMPIO
Siano
f x x x x( ) = 3 24 6− + + e g x x x( ) = 4 23 2− +
Si ha:
lim ( )x
f x→2
0 = e lim ( )x
g x→2
6 =
da cui
[ ]lim ( ) ( ) lim ( ) lim ( )x x x
f x g x f x g x→ → →
± ± ± ±2 2 2
0 6 6 = = =
191
Secondo caso
Ci si pone adesso il problema se il teorema di cui sopra continui a valere anche quando la x tenda a valori
infiniti. La risposta a tale quesito è affermativa.
ESEMPIO
Siano
f x x x x( ) = 3 24 6− + + e g x x x( ) = 4 23 2− +
Si ha:
lim ( )x
f x→ ∞
∞ = e lim ( )x
g x→ ∞
∞ =
da cui
[ ]lim ( ) ( ) lim ( ) lim ( )x x x
f x g x f x g x→ ∞ →∞ →∞
± ± ∞ ± ∞ = =
Terzo caso
Ci si pone ora nel caso generale in cui il valore del limite può essere anche infinito e si afferma che la regola,
indipendentemente da dove tende x, vale secondo i risultati riportati nella seguente
TABELLA DELLA SOMMA
+ l' + ∞ − ∞ l , l' > 0
l l + l' + ∞ − ∞
+ ∞ + ∞ + ∞ ?
− ∞ − ∞ ? − ∞
? indica che il teorema generale della somma in questi casi (uno + ∞ e l’altro − ∞ ) non porta a
conclusione. Si suole esprimere tale circostanza dicendo che si è in un caso indeterminato o di
indecisione.
192
ESEMPIO
Siano
f x x x( ) = 3 5 14 3+ + e g x x x( ) = 2 4 33 2− +
Risulta:
lim ( )x
f x→ − ∞
+ ∞
= e lim ( )x
g x→ − ∞
− ∞
=
da cui
[ ]lim ( ) ( )x
f x g x→ − ∞
+ + ∞ − ∞
=
che, come è evidente dalla tabella, è un caso di indecisione.
Limite del prodotto di due (o più) funzioni.
Date due (o più) funzioni y f x = ( ) ed y g x = ( ) definite rispettivamente sugli insiemi F e G ed indicato
con x0 un punto di accumulazione, appartenente o no all’insieme F ∩ G, risulta:
[ ]lim ( ) ( ) lim ( ) lim ( )x x x x x x
f x g x f x g x→ → →0 0 0
1 2 = = l l
posto
lim ( )x x
f x→ 0
1 = l e lim ( )x x
g x→ 0
2 = l
cioè il limite del prodotto di due (o più) funzioni è uguale al prodotto dei limiti delle singole funzioni.
ESEMPIO
Siano
f x x x x( ) = 3 24 5− + + e g x x x( ) = 4 23 2− +
Risulta:
lim ( )x
f x→
−2
1 = e lim ( )x
g x→2
6 =
da cui
[ ]lim ( ) ( ) lim ( ) lim ( ) ( )x x x
f x g x f x g x→ → →
− ⋅ −2 2 2
1 6 6 = = =
193
Quanto sopra detto si può riassumere nella seguente
TABELLA DEL PRODOTTO
?
?
+ ? ? +
• + − + ∞ − ∞
+ − + ∞ − ∞− − − ∞ ∞+ ∞ + ∞ − ∞ + ∞ − ∞− ∞ − ∞ + ∞ − ∞ ∞
0
0 0 0 000
l l
l ll lll ll ll
' '
' '' '
l , l' > 0
? indica che il teorema generale del prodotto in questi casi (uno 0 e l’altro + ∞ o − ∞) non porta a
conclusione. Si suole esprimere tale circostanza dicendo che si è in un caso di indecisione o di
indeterminazione.
ESEMPIO
Siano
f x x x( ) = 3 − e g xx
x( ) =
+
2 33
3
2
Risulta:
lim ( )x
f x→0
0 = e lim ( )x
g x→
+ ∞0 =
Segue che:
[ ]lim ( ) ( ) ( )x
f x g x→
⋅ + ∞0
0 =
che, come è facile verificare confrontando la tabella, è una forma di indecisione.
194
Limite del quoziente di due funzioni
Date due funzioni y f x = ( ) ed y g x = ( ) , con g x( ) ≠ 0, definite rispettivamente sugli insiemi F e G ed
indicato con x0 un punto di accumulazione, appartenente o no all’insieme F ∩ G, risulta:
lim( )( )
lim ( )
lim ( )x x
x x
x x
f xg x
f x
g x→
→
→0
0
0
1
2
=
=
ll
posto
lim ( )x x
f x→ 0
1 = l e lim ( )x x
g x→
≠0
2 0 = l
cioè il limite del quoziente di due funzioni è uguale al rapporto tra i limiti delle singole funzioni considerate.
ESEMPIO
Siano
f x x x x( ) = 3 24 5− + + e g x x x( ) = 4 23 2− +
Risulta:
lim ( )x
f x→
−2
1 = e lim ( )x
g x→2
6 =
Segue che:
lim( )( )x
f xg x→
−
2
16
=
Quanto sopra enunciato si può riassumere nella seguente
TABELLA DEL QUOZIENTE
?
+ '
+ ? ? ?
÷ + − + ∞ − ∞
+ ∞ −
− − ∞ −
+ ∞ ∞ + ∞ − ∞− ∞ − ∞ − ∞ + ∞
0
0 0 0 0 0
0 0
0 0
l l
l ll
ll
l ll
ll
' '
'
' '
?
195
? indica che il teorema generale del quoziente in questi casi (entrambi 0 oppure entrambi ∞) non porta a
conclusione. Si suole esprimere tale circostanza dicendo che si è in un caso di indecisione o di
indeterminazione.
ESEMPI
1) Siano
f x x x( ) = 3 2+ − e g x x x x( ) = 3 2 1− − +
Risulta:
lim ( )x
f x→1
0 = e lim ( )x
g x→1
0 =
Segue che:
lim( )( )x
f xg x→
1
00
=
che, come è facile verificare confrontando la tabella, è una forma di indecisione.
2) Siano
f x x x( ) = 3 + e g x x x( ) = 4 23 1− +
Risulta:
lim ( )x
f x→ + ∞
∞
= + e lim ( )x
g x→ + ∞
+ ∞
=
Segue che:
lim( )( )x
f xg x→ + ∞
+ ∞+ ∞
=
che, come è facile verificare confrontando la tabella, è una forma di indecisione.
Limite della potenza di una funzione
Se, al tendere di x ad x0 , la funzione y f x = ( ) tende ad un numero finito l ≠ 0, indicando con n un
intero qualsiasi, risulta:
[ ]lim ( )x x
n nf x→ 0
= l
cioè il limite di una potenza è uguale alla potenza del limite.
196
ESEMPIO
Siano
( )f x x x( ) = 3 52 − e n = 3
Risulta:
lim ( )x
f x→2
2 = e [ ]lim ( )x
f x→2
3 32 8 = =
Quanto detto si può riassumere nella seguente
TABELLA DELL’ELEVAMENTO A POTENZA
[ ]lim ( ) lim ( ) lim ( ) ( )
xx
xx
xx
g xf x g x f x→ ± ∞
∞
→ ± ∞∞
→ ± ∞∞
0 0 0
l l' ll'
0 0 ?
l + ∞ + ∞
+ ∞ l' + ∞
l − ∞ 0
− ∞ l' se ' è pari se ' è dispari
+ ∞
− ∞
ll
± ∞ 0 ?
1 ± ∞ ?
+ ∞ + ∞ + ∞
? indica che il teorema generale della potenza in questi casi (uno 1 e l’altro ± ∞ oppure entrambi 0 oppure
uno ± ∞ e l’altro 0) non porta a conclusione. Si suole esprimere tale circostanza dicendo che si è in un
caso di indecisione o di indeterminazione.
197
ESEMPI
1) Siano
f xx
( ) = 11
+
e g x x( ) = 2
Risulta:
lim ( )x
f x→ + ∞
= 1 e lim ( )x
g x→ + ∞
∞
= +
da cui si ha
[ ]lim ( ) ( )
x
g xf x→ + ∞
+ ∞
= 1
che è una forma indeterminata.
2) Siano
( )f x x x x( ) = 3 23 2+ + e g x x( ) =
Risulta:
lim ( )x
f x→0
0 = e lim ( )x
g x→0
0 =
da cui segue
[ ]lim ( ) ( )
x
g xf x→0
00 =
che è un’altra forma di indecisione.
3) Siano
( )f x x( ) = 3 22 + e g xx
( ) = 1
Risulta:
lim ( )x
f x→ + ∞
+ ∞
= e lim ( )x
g x→+ ∞
= 0
da cui si ottiene
[ ]lim ( ) ( )( )
x
g xf x→+ ∞
+ ∞
= 0
che è ancora un caso di indecisione.
198
Limite della radice n-esima di una funzione
Se, al tendere di x ad x0 , la funzione y f x = ( ) tende ad un numero l (finito o infinito), indicando con n
un intero positivo, risulta:
lim ( )x x
n nf x→ 0
= l
con la sola ipotesi restrittiva che x0 , punto di accumulazione dell’insieme di definizione della y, deve essere
anche un punto di accumulazione dell’insieme di definizione della f xn ( ) . Quindi il limite della radice n-
esima di una data funzione è uguale alla radice n-esima del limite della funzione stessa.
Osservazione: la tabella della radice si può ricavare da quella dell’elevamento a potenza ricordando che
[ ] [ ]f x f xmn
mn( ) ( ) =
con m, n interi positivi.
ESEMPI
1) Sia
f x x x( ) = 3 22 − e n = 3
Allora
lim ( ) limx
nx
f x x x→ →
−2 2
23 33 2 8 2 = = =
2) Sia
f x x x( ) = 3 22 − e n = 3
Allora
lim ( ) limx
nx
f x x x→ + ∞ →+ ∞
− + ∞
= = 3 223
3) Sia
f x x x( ) = 3 23 − e n = 3
Allora
lim ( ) limx
nx
f x x x→ − ∞ →− ∞
− − ∞
= = 3 233
199
Limite di funzioni trascendenti composte
A) Se, al tendere di x ad x0 , la funzione y f x = ( ) tende ad un numero l (finito o infinito), indicando
con a un intero positivo diverso da 1, risulta:
lim ( )
x x
f xa a→ 0
= l
ESEMPIO
Sia
a = 2 e f x x x( ) = 3 52 −
Quindi
( ) ( )lim lim( ) lim
x
f x
x
x x x xa x
→ →
− −→
2 2
3 5 3 5 22 2 2 42
2
2
= = = =
B) Se, al tendere di x ad x0 , la funzione y f x = ( ) tende ad un numero l > 0, indicando con a un intero
positivo diverso da 1, risulta:
lim log ( ) logx x
a af x→ 0
= l
ESEMPIO
Sia
f x x x( ) = 3 2 − e a = 10
Allora
( ) ( )[ ]lim log ( ) lim log log lim logx
ax x
f x x x x x→ → →
− −2 2
102
102
2103 3 10 1 = = = =
200
Analizziamo adesso più da vicino quelle che abbiamo già definito come
FORME INDETERMINATE O DI INDECISIONE
1) + ∞ − ∞ e − ∞ + ∞
In questo caso è sufficiente calcolare il limite del solo termine di grado massimo.
ESEMPI
a) f x x x( ) = − + +3 5 43 ⇒ ( )lim ( ) limx x
f x x→ − ∞ →− ∞
− ∞
= = + 3 3
b) f x x x( ) = 3 5 43 − + ⇒ ( )lim ( ) limx x
f x x→ − ∞ → − ∞
− ∞
= = 3 3
c) f x x x( ) = 3 5 22 − + ⇒ ( )lim ( ) limx x
f x x→ + ∞ →+ ∞
+ ∞
= = 3 2
d) f x x x( ) = 2 75 − − ⇒ ( )lim ( ) limx x
f x x→ + ∞ →+ ∞
+ ∞
= = 2 5
2) 0 × ∞
In tal caso si elimina l’indeterminazione mediante una semplice operazione di scomposizione in fattori.
ESEMPIO
f x x x( ) = 2 4 3− + e g xx
x x( ) =
+−
32 ⇒
⇒ [ ] ( )lim ( ) ( ) lim limx x x
f x g x x xx
x x→ → →− +
+−
× ∞1 1
2
1 24 33
0 = =
Scomponendo si ottiene:
( ) ( )f x x x( ) = − −1 3 e ( )g xx
x x( ) =
+−31
⇒
⇒ [ ] ( ) ( ) ( ) ( )lim ( ) ( ) lim limx x x
f x g x x xx
x xx
xx→ → →
− −+−
−
+
−1 1 1
1 331
33
8 =
= =
201
3) 00
In questo caso si procede utilizzando il solito metodo della scomposizione in fattori oppure, se ciò non è
possibile, la regola di De L’Hopital (cfr. capitolo sulle derivate).
ESEMPIO
f x x x( ) = 2 3+ e g x x x( ) = 3 − ⇒
⇒ ( )( )lim
( )( )
lim
limx
x
x
f xg x
x x
x x→
→
→
+
−0
0
0
3
3 00
=
=
2
Scomponendo si ha:
( )f x x x( ) = + 3 e ( )g x x x( ) = 2 1− ⇒
⇒ ( )( )lim
( )( )
lim limx x x
f xg x
x xx x
xx→ → →
+−
+−
−0 0 2 0 2
31
31
3 =
= =
4) ∞∞
Per tale forma di indecisione occorre distinguere i seguenti tre casi:
α ) il numeratore ed il denominatore hanno lo stesso grado; il limite è finito ed è uguale al rapporto
tra i coefficienti dei termini di grado massimo
β ) il grado del numeratore è maggiore di quello del denominatore; il limite è infinito (± ∞ a
seconda dei casi)
γ) il grado del numeratore è minore di quello del denominatore; il limite è finito e vale sempre zero,
indipendentemente dal caso in cui ci si trova
ESEMPI
a) f x x x( ) = 4 3 43 2+ − e g x x( ) = 2 53 + ⇒
⇒ lim( )( )
limx x
f xg x
x xx→ + ∞ →+ ∞
+ −+
=
= =
4 3 42 5
42
23 2
3
202
b) f x x x( ) = 3 3 5+ + e g x x( ) = +2 72 ⇒
⇒ lim( )( )
limx x
f xg x
x xx→ + ∞ →+ ∞
+ ++
+ ∞
=
=
3
2
3 52 7
c) f x x( ) = 3 2+ e g x x x( ) = 2 5 7− + ⇒
⇒ lim( )( )
limx x
f xg x
xx x→ + ∞ →+ ∞
+− +
=
=
3 25 7
02
5) 00
Tale forma indeterminata ricorre nel calcolo dei limiti di funzioni del tipo [ ]f x g x( ) ( ) . Per eliminare
l’indeterminazione, quindi, si utilizza l’identità logaritmica a e a = log che ci consente di scrivere:
[ ]f x eg x g x f x( ) ( ) ( ) log ( ) =
ESEMPIO
f x x( ) = e g x x( ) = ⇒
⇒ [ ]( )
lim ( ) lim lim( ) log
lim log
x
g x
x
x
x
x xx x
f x x e ex
→ → →+ + +
→ +
0 0 0
0 = = =
Risulta:
( )lim log limlog
x xx x
x
x→ →+ +
=
0 0 1 0 = (cfr. capitolo sulle derivate)
Dunque:
[ ]lim ( ) ( )
x
g xf x e→ +0
0 1 = =
203
6) 1∞
Anche questa forma di indecisione si presenta nel calcolo dei limiti di funzioni del tipo [ ]f x g x( ) ( ) . Si
procede, pertanto, come al punto 5).
ESEMPIO
f xx
x x( ) =
2
2
32 1+
+ + e g x x( ) = ⇒
⇒ [ ]lim ( ) lim lim( )
log lim log
x
g x
x
x
x
xx
x xx
x
x xf xx
x xe e
x
→ + ∞ → + ∞ →+ ∞
+
+ +
+
+ +
+
+ +
→+ ∞
=
= =
2
2
3
2 1
3
2 132 1
2
2
2
2
Risulta:
lim log limlog
x xx
xx x
xx x
x→ + ∞ →+ ∞
++ +
++ +
=
=
2
2
2
232 1
32 1
1 0 (cfr. capitolo sulle derivate)
Dunque:
[ ]lim ( ) ( )
x
g xf x e→ + ∞
= = 0 1
7) ∞0
Come le precedenti anche tale forma di indeterminazione ricorre nel calcolo dei limiti di funzioni del tipo
[ ]f x g x( ) ( ) . Pertanto si procede come ai punti 5) e 6).
ESEMPIO
f x x x( ) = 2 5 3+ + e g xx
( ) = 1
⇒
⇒ [ ] ( ) ( ) ( )lim ( ) lim lim( ) log lim log
x
g x
xx
xx
x xx
x xf x x x e ex
→ + ∞ → + ∞ →+ ∞
+ + + +
+ + →+ ∞
= = = 2
1 15 3
15 3
5 32 2
Risulta:
( ) ( )lim log lim
logx xx
x xx x
x→ + ∞ →+ ∞+ +
+ +
=
= 1
5 35 3
022
Dunque:
[ ]lim ( ) ( )
x
g xf x e→ + ∞
= = 0 1
204
Osservazione: per le funzioni trascendenti del tipo ax (a > 1), xn (n > 0), loga x (a > 1) vale la seguente
gerarchia tra gli infiniti:
esponenziale-elevamento a potenza-logaritmica
cioè una funzione esponenziale tende all’infinito più velocemente rispetto ad una potenza che, a sua volta,
tende all’infinito più velocemente rispetto ad una funzione logaritmica.
ESEMPI
a) lim limx
x
x
x
x→ + ∞ →+ ∞≅ + ∞
= 2
22
b) limlog
limx x
xx x→ + ∞ →+ ∞
≅
= 3 3
10
c) limlog
limx x x x
x→+ ∞ →+ ∞
≅
= 4
14
0
Riportiamo ora qui di seguito alcuni
LIMITI NOTEVOLI
1) limx
sinxx→0
1 =
2) limx
x
xe
→ ± ∞+
= 11
dove con e si indica il numero di Neper, compreso tra 2 e 3
3) lim logx
xax
a→
−0
1 =
4) limcos
x
xx→
−0 2
1 12
=
205
ESERCIZI PROPOSTI
Calcolare i seguenti limiti immediati (1-38) dopo aver analizzato gli esempi a)-i):
a) ( )lim lim lim limx x x x
x x x x→ → → →
− + − + − ⋅ +1
2
1
2
1 1
23 5 3 5 1 3 1 5 3 = = =
b) ( ) ( ) ( ) ( )lim lim limx x x
x x x x x x→ → →
− + − + ⋅2
2
2
2
23 5 1 3 5 1 2 3 6 = = =
c) ( )( )lim
lim
limx
x
x
xx
x
x→
→
→
−+
−
+−
3
23
2
3
43
4
356
=
=
d) limx
x x xx x x→
+ + ++ − −
+ + ++ − −
+ ∞1
3 2
3 2
3 3 12 2
1 3 3 11 2 1 2
= =
e) ( ) ( )limx
x→
− −0
2 4 42 3 3 81 = =
f) ( ) ( )lim limx x
x x x→ ± ∞ →± ∞
− + = + ∞
= 2 22 3
g) ( ) ( )lim limx x
x x x x→ ± ∞ → ± ∞
− + + ± ∞
= = 3 2 31
h) limx
x x
x→∞
− −
−
− −−
−−
= = =
3 12
21
0 0 20 1
21
22
i) limx
sin xtg x
sin
tg tg→π
π
π π6
23
3
2
32
2
0 = = =
1) ( )limx
x x→
− +1
23 2 2 ; ( )limx
x x→−
− +1
3 2 2 [3; 0]
2) ( )limx
x x→
− +2
2 7 10 ; ( )limx a
x ax a→
+ + 2 2 [0; 3 a2 ]
3) ( )limx
x x→
+ −4
2 1 ; ( )limx
x x→
− +2
3 2 5 [9; 9]
4) limx
xx→
−−1
3 12 1
; limx
xx→
−+2
3 62
[2; 0]
5) limx
xx→
+2
2 23
; limx
xx→ −
++1
1 23
112
; −
206
6) limx
xx→
−−2
2
3
69
; limx
xx→ −
−1
4 15
[2; 1]
7) limx
xx→
−3
2 65
; limx x→ ± ∞ +
1
1 [0; 0]
8) limx
x xx→
− +−0
23 5 22 1
; limx
xx→
+−1
2
22
− −
253
;
9) limx
xx→
−1
3 32
; limx
x xx→
−−1
2
2
41
[0; ∞]
10) limx
xx→ −
+−2
3 43 6
: limx
xx→
+2
2
16
2 24;
11) limx
x xx x→
− +−2
2
2
3 25
; limx
x xx→
+ +2
2 0
2 22
; +
12) limx
xx→
−−1 2
3 41
; limx
xx→
+−3
2
2
33
[− ∞; + ∞]
13) limx
xx→
−−3
4 13
; limx
xx→
−+5
55
[+ ∞; 0]
14) limx
x xx x→
− ++2 3
5 63
2
; limx
xx→
+2
2 [0; 2]
15) ( )lim cosx
sinx x→
−π4
; ( )lim cosx
sinx x→
+π4
[ ]0 2;
16) ( )limx
x x→
− + +4
3 5 ; limcos
cosx
xx→
+0
2 [4; 3]
17) ( )limx
x x→ −
− − +1
2 2 10 ; limcosx
sinxx→
−+2
11π
−
112
;
18) limx
xx→
+2
72
; limx
xx→ +5
24
34
103
;
19) limcosx
sin xx→
π2
2 ; lim
cosx
sinxx→
+π
1
[0; −1]
20) limx
tgx→
+π2
; limx
tgx→
−π2
[+ ∞; − ∞]
21) limx
tgxx→
++0
51
; ( )limx
x tgx→
++
π2
[5; + ∞]
207
22) ( )lim cosx
sin x x→
−π3
2 ; ( )lim cosx
x sinx→
+π6
4 3 12
0−
;
23) limcos
x
sinx xx→
−π3
3 2
; lim
cosx
sinxx→
+π2
3 1
32π
; + ∞
24) lim cosx
sinx x→
−0 ; ( )lim
x
x xe→ − ∞
+
3 2 [i; 0]
25) lim cos
x
sinx xe→
−
π4
; ( )lim logx
xe x→ ∞
+ 2 [1; ∞]
26) ( )lim lnx
sinx→π
; ( )limx
x tgx→
+π2
3 [− ∞; + ∞]
27) ( )limx
x xe→ − ∞
− −+
4 5 ; limx
x
→ ∞−
112
1
[∞; 1]
28) limlogx
x
xe
→ + ∞ +−
32
2 ; lim ln
x
xe→2
[− ∞; 2]
29) lim lnx e
x→
; limcos
x
xtgx→
+π2
3 25
[1; 0]
30) limcos
x
xx→+ ∞ +
32
; lim lncosx
xx→0
[0; − ∞]
31) ( )
limlog
logx
xx→
+0
3 54
; ( )lim logx
sinx→
π2
[0; 0]
32) ( )limlog
logx
xx→
++0
3 22 3
; ( )limlog
logx a
xx a→ −
[− ∞; 0]
33) limlog
x
x xx→
− +2
22 3
2
; ( )limlog
x
xx
→
−
2
32
[∞; 1]
34) limlog
xx
xe→ + +0 1
; limlogx
xex→ + ∞
−
[− ∞; 0]
35) lim logx x
x→ +
−
0
1 ;
( )lim
logx x
x→− ∞
−
12
[+ ∞; − ∞]
36) limlogx
sinx→ +
0
1 ; ( )lim log
xsinx
→ +0 [0; − ∞]
37) ( )lim logx
x→
−2 2 3 ; ( )lim log
xx
→ − ++
22 [0; − ∞]
208
38) limloglogx
xx→
++1
21 2
; ( )lim logx
x x→
+ −1
2 1 [2; 0]
Calcolare i seguenti limiti di funzioni razionali fratte che si presentano sotto la forma indeterminata
00
(1-35):
a) ( ) ( )
( ) ( )lim lim limx x x
x xx
x xx x x
xx x→ → →
− +−
− −− + +
−+ +
−3
2
3 3 2 3 2
7 1227
4 33 3 9
43 9
127
=
= =
b) ( ) ( )
( )lim lim limx x x
x xx x
x x
x
xx→ → →
− +− +
− −
−
−−
+ ∞2
2
2 2 2 2
3 24 4
1 2
2
12
=
= =
c) ( ) ( ) ( )lim lim lim
x x x
xx
x x x
xx x
→− →− →−
++
+ − +
+− +
2
3
2
2
2
282
2 2 4
22 4 12 =
= =
d) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )lim lim lim
x x x
xx
x x
x x
x
x x x x→ → →
−−
− +
− +
−
− + + +4 3 4 3 4 2
264
2 2
64 2
4
4 4 16 2 =
=
=
= ( ) ( )
limx x x x→ + + +4 2
1
4 16 2
1192
=
e) ( ) ( ) ( )
( ) ( )( ) ( ) ( )
lim lim limx x x
xx
x x x
x x
x x x
x→− →− →−
−+
− + +
+ +
− + +
+3
2
3 3
93
3 3 3
3 3
3 3 3
3 =
=
=
= ( ) ( )[ ]limx
x x→−
− +3
3 3 0 =
f) lim lim
cos
limcos
lim cosx x x x
sinxtgx
sinxsinx
x
sinx xsinx
x→ → → →0 0 0 0
1 = =
= =
g)
( ) ( )
( ) ( )lim lim lim limx a x a x a x a
x ax a
x a x a
x ax a x a
x a
x ax a
x ax a
x ax a→ → → →
−−
− −
−− +
+
−−
−+
+−
∞ =
= = =
209
1) limx
xx x→
−− +1
2
2
12 1
; limx
x x xx→
− + −−1
3 2
2
11
[+ ∞; 1]
2) limx a
x ax ax a→
−− +
2 2
2 22; lim
x
x xx x→
− +− +1
4 2
3
3 24 3
[+ ∞; 2]
3) limx
x x xx x x x→
− − +− − +2
3 2
4 3 2
4 43 4 12
; limx
xx→
−−3
22 183 9
−
12
4;
4) limx
xx→
−−2
32 162
; limx a
x aa x→
−−
2 2
3 3 − −
242
3;
a
5) limx
x x xx x→
− − +− +1
3 2
4 2
12 1
; limx m
x mx mx m→
−− −
3 3
2 25 4
12 2
; m
6) limm
m mm m→
+ −+ −1
2
2
5 62
; limx
x xx x→−
− ++ +3
3
2
7 68 15
73
10;
7) limx
x xx x→
− −− +3
2
2
2 36 9
; limx
x x xx x→
− + −− +2
3 2
2
6 12 84 4
[+ ∞; 0]
8) ( )
limx
xx→
− −−5
2
2
3 425
; limx
xx→
−−3
2
3
927
25
29
; −
9) limx
x x xx x x→
− + −− + −2
3 2
3 2
5 7 22 2 4
; limx b
b xx bx b x b→
−+ − −
3 2 2 3 − −
16
14 2;
b
10) limx
x xx x→
− −+ −2
2
2
26
; limx
x x x xx x x x→
− − + −− − + −1
4 3 2
4 3 2
2 4 10 53 4 13 7
35
47
;
11) limx
x xx x→ −
+ ++ −1
2
2
5 7 23 2 1
; limx
x x xx x→−
+ − −− −3
3 2
4 2
7 9 636 27
34
13
;
12) limx
x xx x x→
− +− + −1
2
3 2
4 36 9 4
; limx
x xx x x→
+ −+ − −1
2
3 2
22 2
− ∞
;12
13) limx
x xx x→
− +− −3
2
2
3 10 32 3 9
; limx
xx x→
−− −3
2
2
92 3
89
32
;
14) limx
x x
x x→
+ −
− +2
2
2
613
23
; limx
x xx x x→
− ++ − −1
2
3 2
2 5 33 7 4 6
151
19; −
15) limx
xx x→ −0 2 2
; limx
x x xx x→ −
+ − −+ −2
3 2
3 2
2 4 83 4
−
12
43
;
210
16) limx
x xx x→ −
− −− −1
5
2
2
5 9 210 13 3
; limx
x x
x x x→
− +
− + −2
2
4 22
32
1
7 8 4
1117
124
;
17) limx
xx x→
−− +3
2
2
3 24 8 3
; limx
xx x x→−
++ − −2 3 2
23 6 2
−
12
111
;
18) limx
x x xx x→
+ − +− +1
2
4 2
2
8 16 19 52 5 2
; limx
x x xx x→
− + +− +3
3 2
3
4 13 2 310 3
−
13
3217
;
19) limx
x xx x→
− +− +1
2
2
2 16 5
; limx
x xx x→
+ −+ −1
2
2
3 42 3
054
;
20) limx
x xx x→−
− −+ +2
2
2
63 2
; limx
x xx x→ −
+ −+ −3
2
2
62 5 3
557
;
21) limx
xx x x→
−− − +1
2
3 2
13 3
; limx
x xx x→
− +− +1
2
2
5 42 1
12
; − ∞
22) limx
x xx x→
− ++ −2
2
2
3 26
; limx
x x xx→
− + −−1
3 2
2
2 21
15
32
;
23) limx
x xx x→
− +− +1
3
2
3 26 5
; limx
x xx x→
− −− +3
2
2
2 36 9
[0; + ∞]
24) limx
x xx x x→
− +− − +1
3
3 2
3 22 4 3
; limx
x xx x x→
− +− − +2
3 2
3 2
3 42 4 8
35
34
;
25) limx
x xx x x→
− +− − +1
3
3 2
3 21
; limx
x x x xx x x→
− + + −− +2
4 3 2
3 2
5 6 4 84 4
32
0;
26) limx
x xx x→
− +− +3
2
2
8 1510 21
; limx
x xx x→
− +− +1
2
2
6 52 1
12
; − ∞
27) limx
x xx→
+0
2 3 ; lim
x
xx x→
−− +2
2
2
43 2
[3; 4]
28) limx
x xx x x→
+ −− + −1
2
3 2
5 2 74 5 2
; limx
xx→
−−1
3
4
11
+ ∞
;34
29) limx
x xx x→
+ −− −2
2
2
3 2 162
; limx
x x xx x→
− − +− +3
3 2
2
3 2 65 6
143
7;
30) limx
xx→ −
−− −3
291 2
; limx
xx→
+ −+ −1
1 28 3
− ∞
;32
211
31) limx a
x a
x a→
−
−
2 22 2
; limx
xx→
− + −−2
6 22
014
; −
32) limx
xx→
−−1
3 11
; limx
x xx→
+ + −−4
5 74
13
0;
33) limx
xx→ −
+− −1
11 2
; limx
x
x→
−
−12
22
2 1 [− ∞; 0]
34) limx
xx→
−−2
2 42
3
; limx
x xx→
− +−3
2 5 63
[0; + ∞]
35) lim logx
xx→ +
+ −
0
2 4 2 ; lim
x
x x
x
e ee→
−−0
2
1 [− ∞; 1]
Calcolare i limiti delle seguenti funzioni razionali fratte che si presentano sotto la forma
indeterminata ∞∞
(1-15):
a) lim lim limx x x
xx
xx xxx x
x
x→ ∞ →∞ →∞
+−
+
−
+
−
+−
= = = = 3 45 1
3 4
5 1
34
51
3 05 0
35
b) lim lim limx x x
x xx
xx
xx x
xx x
x x
x x→ ∞ →∞ →∞
− +−
− +
−
− +
−
− +−
∞ = = = = 2 5 3
3 2
2 5 3
3 2
25 3
3 22 0 0
0 0
2
2
2 2 2
2 2
2
2
c) lim lim limx x x
xx x
xx x
xx
xx x
x x
x x→ ∞ →∞ →∞
−− +
−
− +
−
− +
−− +
= = = = 2 5
3 2 1
2 5
3 2 1
2 5
32 1
0 03 0 0
02
3
2
3 3
3
3 3 3
3
2 3
212
d) lim lim lim limx x x x
x xx x
x x
x x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x→ ∞ →∞ →∞ →∞
−
−
++
+
+
+
+
+
+
=
=
=
=2
3 22
3 2
2
3 2
1 2
3 2
3
4
12
13
12
14
12
12
13
12
12
12
14
12
16
14
= lim limx x
x
x
x
x→ ∞ →∞
+
+
+
+
++
=
=
=
=
12
3 21
12
3 21
1 03 2 0
13 2
26
16
14
6
4
e) lim lim limx x x
x x
x
x x x
x x x
xx x
x x x
→ → →
−+
−
−
−+
− +
− + +
+ +− +
− + +
2
2
3
2
2
2
2
12
14
1
8
12
12 2
1
2 2 4
2 12 2
1
2 2 4
=
=
=
= ( ) ( )lim limx x
xx x
x x xx
xx x
→ →
+ +− +
− + +
+ ++
+ +
2
2
2
22 12 2
2 2 42 1
22 4
= =
= ( )2 2 12 2
4 4 43 12
26 3
23 3
+ ++
+ + =
=
=
f) ( )lim
cos
lim cos
cos
limcos
cos limx x x x
tgx
x
sinxx
x
sinxx
x sinx→ → → →
=
π π π π2 2 2 2
1 11 = = =
1) limx
xx→∞
−
15
; limx
xx→ ∞
+−
3 15 4
15
35
;
2) limx
xx→∞
+−
5
4 3; lim
x
xx x→∞
−−
2
3 5
2
2 14
13
; −
3) limx
x xx→∞
+ −+
5 3 1
4 2
2
; limx
xx x→∞
−−
3 2
3 52 [∞; 0]
4) limx
x xx x→ ∞
− ++ +
4 6 23 5 1
2
2 ; limx
xx→∞
+−
3 66 1
3
43
; ∞
5) limx
xx→∞
−
2 1; lim
x
x xx x→ ∞
− +− +
4 5 62 3 2
2
2 [∞; 2]
213
6) limx
x xx x→ ∞
− ++ +
3 4 13 7 2
2
2 ; limx
xx x→ ∞
++ +
1 3
3 2 4 2 37
0;
7) limx
x xx x→∞
− ++ +
3 52 4 1
2
2 ; limx
x xx x→∞
+ +− +
2
3 2
2 52 3 9
32
0;
8) limx
x xx x→∞
+ +− +
5 3
3
4 92 5
; limx
x xx x→∞
− ++ −
8 4 94 2
3 2
3 [∞; 2]
9) limx
x
x→
−
−2
2
12
14
; limx
xx x→ ∞
−−
5 1
2
2
2 452
; −
10) limx
x
x→
+0
2
1
25
; limx
x x
x x→
+ −
+ +0
2
2
1 53
4 28
014
;
11) limx
x xx x→∞
+ +− +
2
7 3
52 4
; limx
x x
x x→ + ∞
+ +
+ +
2
33
5
5 4 3 0
253
;
12) limx
x xx x→ ∞
− +− +
5 1 32 3 4
2
2 ; limx
x xx→∞
++
3
2
32
1;
13) limx
xx→ ∞
−+
9 64 3
; limx
xx→ ∞
+−
25 249 1
32
57
;
14) limx
xx→∞
+−
23 1
2
; limx
x
x→ ∞
+
+
2 3
3 2
13
2;
15) limx
x
x→∞
−
+
3 2
2 12; lim
x
x
x→∞
+
+
212
1 2 2
3 22
2
;
Calcolare i limiti delle seguenti funzioni che si presentano sotto la forma indeterminata + ∞ − ∞
(1-13):
a) ( ) ( ) ( )lim lim limx x x
x xx x x x
x x
x x
x x→ ∞ →∞ → ∞+ −
+ − + +
+ +=
+ −
+ + =
=2
2 2
2
2 2
21
1 1
1
1
1
= limx x x→∞ + +
= 1
10
2
214
b) ( ) ( ) ( )lim limx x
x x xx x x x x x
x x x→ ∞ →∞− − − −
− − − − − + − −
− + − − =
=2 2 3
2 2 3 2 2 3
2 2 32
2 2
2
= lim limx x
x x x x
x x x
x
x x x→ ∞ →∞
− + − + +
− + − −
− +
− + − − = =
2 2
2 2
4 4 2 3
2 2 3
2 7
2 2 3
= limx
xx x
xx x
xx
xx x
→ ∞
− +
− + − −
− +− + − −
−+
− = = =
2 7
2 2 3
2 01 0 1 0 0
21 1
12
2 2 2
c) ( )[ ] ( )[ ] ( )[ ]( )
lim limx x
x x xx x x x x x
x x x→ ∞ →∞+ − −
+ − − + + −
+ + − =
= 3 2
3 2 3 2
3 22
2 2
2
= ( ) ( )( )
lim limx x
x x x
x x x
x
x x x→ ∞ →∞
+ − −
+ + −
+
+ + −
= =
3 2
3 2
3 2
3 2
2
2 2 2
= limx
xx x
xx
xx
xx x
→ ∞
+
+ + −
++ + −
= =
3 2
3 2
3 01 0 1 0
322
2 2
2
2 2
d) ( ) ( ) ( ) ( )
lim lim limx x xx
xx x
xx x
x xx x→ → →−
−+−
−
−+
− +
+ − −− +
1 2 1 1
11
21
11
21 1
1 21 1
=
=
=
= limx x→
−−
− ∞1 2
11
=
e) ( ) ( )
limcos
limcos cos
limcos
cos cosx x xsin x x x xx
x x→ → →−
−
−
−−
− −− +
0 2 0 2 0
1 11
11
11
1 11 1
= =
=
= limcoscosx
xx→
−−
− ∞0 21 =
f) ( )
( ) ( )lim
coscos
limcos cos
coslim
cos coscosx x xx
xsinx
sinx x xsinx x
sinx x xsinx x→ → →+
+
+ ++
+ ++π π π
=
=
=
11
11 1
2
= ( )
( ) ( )( )
limcos
coslim
coscosx x
sinx x sin xsinx x
sinx sinx xsinx x→ →
+ + −+
− + ++π π
=
=
11
1 11
2
= ( )( ) ( )
limcos
coscos
limcosx x
sinx sinxsinx x
xsinx x
sinxx sinx→ →
−+
++
+
−+
+
−−
+ ∞π π
= = = 11
11
11
1 1 01 1
10
215
1) ( )limx
x x→∞
− + 3 ; ( )limx
x x→∞
− + + + 4 2 [− ∞; − ∞]
2) ( )limx
x x x→ ∞
− + 2 5 ; ( )limx
x x→∞
− + 2 4 −
52
0;
3) ( )limx
x x x→∞
− + 2 4 2 ; ( )limx
x x x→∞
− + − 2 6 9 − −
14
3;
4) ( )limx
x x x→∞
+ − − − 4 2 8 2 12 ; ( )limx
x x x→ ∞
+ − + − 4 1 16 8 22 −
12
0;
5) ( ) ( )( )limx
x x x→∞
+ − − − 2 3 2 1 2 3 ; ( )limx
x x x→ ∞
− + + 2 2 8 2 12 111
24
; −
6) ( )limx
x x→ ∞
− + − 2 16 2 ; ( )limx
x x x→ ∞
+ − + + 2 3 4 12 12 [1; 0]
7) ( )limx
x x→ ∞
+ − + 4 21 1 ; limx
x x→∞
− +
2 212
2 22
112
; −
8) ( )limx
x x→∞
− + 1 ; ( ) ( )[ ]limx
x x x→∞
− − − − 3 1 2 3 202 03 3
2;
−
9) ( )limx
x x→∞
+ − − 3 4 ; ( )limx
x x x→ ∞
+ − + 2 2 2 012
;
10) ( )limx
x x→ ∞
+ − − 2 21 3 ; ( )limx
x x x x→ ∞
+ + − + + 2 22 2 5 4 032
; −
11) ( )limx
x x x x→∞
+ + − − + 2 23 1 3 7 ; ( )limx
x x→∞
+ − − 3 31 1 [3; 0]
12) ( )limx
x x→ ∞
− − + 4 44 3 ; ( ) ( )[ ]lim log logx
x x→ ∞
+ − + 25 3 5 2 [0; log 5]
13) ( ) ( )[ ]lim log logx
x x x→ ∞
+ − − − 2 25 6 1 ; [ ]lim log logx
x sin x→ +
−0
2 012
; log
Calcolare i limiti delle funzioni che si presentano sotto la forma indeterminata 0 ⋅∞ (1-7):
a) ( ) ( ) ( )lim lim limx x x
xx
xx
xx x x→ → →
−−
−−
−− + +2 3 2 3 2 2
21
828
22 2 4
= =
=
= limx x x→ + +2 2
12 4
112
=
216
b) lim lim lim limx x x xx
xx
x
xx
x
xx
x→ ∞ →∞ →∞ →∞+
+ + +
= = = =1
1 1 11
112
= limx
x
x→∞
+ + = =
1
11
01 0
0
c) ( )limcos
limcos
limcos cosx x x
x sinxx x
x sinxx x
xx x
sinxx x→ → →
+
++
0 0 0
12 2 2 2
=
=
=
= limcos cosx x x
sinxx→
+
+ ⋅0
12
12
12
12
1 1
= =
1) ( )limx
xx→
−−
3 231
9 ; lim
xx
x x→ −
0 2
15
012
;
2) ( )limx
xx x→ −
++ +
1 211
2 3 1 ; ( )lim
xx
x→−+ +
+
1
1 12
1
22
2;
3) ( )limx
xx→
−−
1
3 11
1 ; lim
x x xx
→∞ ++
12
2
2 [6; 1]
4) ( )[ ]limx
sinx tgx→
−π2
1 ( )lim cosx
xtgx→
−
0
11
[0; 0]
5) limcos
xx
xsin x→
0
2
2 ; limx
tgxx→
0
31
[0; 3]
6) limx
tg xtgx→
02
1 ; lim
xx
sin x→
0
32
1 [2; 0]
7) ( )[ ]limx
tgx tg x→
−π4
1 2 ; limcos
cosx sinx x
x→ −
π
4
12 [ ]1 2; −
217
Calcolare i seguenti limiti di funzioni trigonometriche ricordando che 0
sinlim = 1x
xx→
:
1) limx
sin nxx→0
; limx
sin xx→0
3 [n; 3]
2) limx
sin xsin x→0
42
; limx
sin kxsin hx→0
2; kh
3) ( )
limx
sin xx→
−−α
αα
2 2 ;
( )limx
sin xx→
−−π
ππ
1
21
α;
4) limx
sinxtgx→0
; limx
sin xtg x→0
54
154
;
5) limx
tgxx→0
; limcos
x
x
x→ +π π2
2
2
[1; 0]
6) limx
tg xx→0
5 ; lim
x
tg xtg x→0
52
552
;
7) limcos
x
xx→
−0 2
1 ; lim
cosx
xx→
−0 2
1
12
12
; −
8) limcosx
xx→ −0
2
1 ; lim
cosx
xx→ −0
2
1 [2; − 2]
9) limx
tg xtg x→0 2
5 ; lim
x
sinx tgxx→
−0 3 ∞ −
; 12
10) limcos
x
xx→
−0
1 ; lim
cosx
xsin x→
−0
3
2
3 32
0
94
;
11) limcosx
sin xx x→0 2
ππ
; limx
sin xx→0
2
3 π2
; ∞
12) limcos
cosx
x x sinxsinx x x→
−+0
5 24 2
; lim
x
sinx x xsinx x→
+ −−0
24 35
12
74
;
13) ( )
limcos
x
x
sinx→ −π2
21
; limcosx
xx→ −0 1
[ ]∞; 2
14) limcos
x
xsinx→ −π
21
; limcos cos
x
x xsin x→
−0
2
2 ∞
; 12
15) limcoscosx
sinx x x x xsinx x x x x→
− − −+ + −0
2 3
2 3
3 2 2 54 3
;
( ) ( )lim
cos cosx
x xx sinx→
− −0
3 1
17
1;
218
Dire a quali forme di indecisione conducono i seguenti limiti e quindi calcolarli:
1) limx
a x ax→
− +0
2 2
2 ; limx b
x b
x x b→−
+
+ −
2 2 2 − −
12
1a
;
2) limx a
x ax a→
−−
; limx
xx→
−−3
33
aa2
36
;
3) limx b
x bx b→ −
++
3 3
; ( )limx
x x x→∞
− + 2 b
b
3 12
; −
4) limx
xx→ − +0 2 4
; ( )limx
x x→∞
− + 2 3 [− 4; 0]
5) ( )limx
x x x→∞
− + 2 3 ; limx
b x bx→
−−1
23 23
1 −
32 3
23
; b
6) ( )[ ]limx
x x x→∞
− + 2 2 2 2 ; limx
x xx→∞
+ −+
4 1
3 2
33
−
12
53
;
7) limx
x
x x x→∞ + − − +
2
3 2 25 42; ( )lim
xx x x
→∞+ + − 2 2 4 [− 1; 1]
8) ( )limx
x x x→∞
− + − 2 1 3 ; ( )limx
x x→ ∞
+ − − 2 21 1 [− ∞; 0]
9) ( )limx
x x x→∞
− − + 2 5 1 ; limx
x xx→
− − +−2 2
2 24
52
1 2 28 2
;
−
10) ( )limx
x x x→∞
+ − + − 9 1 9 3 12 2 ; limx
xx→∞ +
2
−
12
1;
11) ( )limx
x x x x→ ∞
− + − − − 2 27 3 2 1 ; ( )limx
xx→
−−
2 221
4 −
52
0;
12) ( )limx
x x x x→∞
+ + − + + 2 24 2 4 5 ; limx
xx→
−−1 3
11
[0; 0]
13) ( )limx
x x x→∞
+ − + + 3 1 9 6 22 ; limx
xx→
−−3
32 6
[0; 0]
14) ( )limx
x x x→ ∞
+ − − − 16 8 2 4 12 ; limx
xx→ −
−+1
2 11
[0; 0]
15) ( )limx
x x→ + ∞
+ − +
5 2 ; ( )limx
x x x x→ + ∞
− − − − +
2 22 1 7 3 052
;
219
16) limx x x→+ ∞ + −
11
; limx
xx→
− −−2 2
3 5 14
+ ∞
;5
24
17) ( ) ( )[ ]lim log logx
x x x→ ∞
− − − + 2 21 1 ; ( )
limx
xx→
+ −0
32 8
[0; 12]
18) limx
x xx→
+ − −0
1 1 ; lim
x
x x x xx→
+ + − + +0
2 22 2 6 2 [ ]1 2; −
19) limx
xx→
−−1
11
; ( )
limx
x x
x→
+ −
−1 2
1 2
1
12
14
;
20) limx
xx→
+ −0
4 2 ; ( )lim
xx x
→∞+ − − 2 22 1
14
0;
21) ( )limx
x x x→ + ∞
+ −
2 3 ; limx x x x→+ ∞ + − +
1
22 2
32
2;
22) limx
xx→
−−2
22
; limx
xx→
−−1 2
11
2
414
;
23) limx
xx→ −
++1
3 11
; limx
x
x→
−
−1
23
33
1
1
13
23
3;
24) limx
x xx→
+ − +−1
3 3 11
; limx
x x
x x
e ee e→ + ∞
−
−
−+
5 64 3
−
12
54
;
25) limx
x x
x x
e ee e→ − ∞
−
−
+−
3 42 6
; limloglogx
xx→
−+0
4 53 2
−
23
43
;
26) ( )lim log logx
x x→+ ∞
− − +
3 5 4 32 2 ; ( ) ( )[ ]lim log logx
x x→ + ∞
+ − −
3 1 2 1 log ; log3
232
27) limx
sinx xx→
+0
; limx
sin xtgx→0
2 [2; 2]
28) limcosx
tgxx→ −0 1
; limcosx
x sinxx→ −0 1
[∞; 2]
29) limcosx
x sinxx x→
+0 2
; lim
coscosx
xsinx x→ −π
4
2 [ ]1 2; −
30) ( )
limcos cos
x
x xsin x→
−0 2
2 1
; lim
cosx
sinxx→
−π2
1 [1; 0]
220
31) limcoscosx
sinx x xsinx x x→
++0
3 45 2
; limcosx
sin xx→
−π2
3
2
1 1
32
;
32) limcos
cosx
xx→
+π
1
22
3
2; lim
x
tgxtg x tg x→ −0 3 3
313
; −
