Jeroen's Studie Archief
Infinitesimaalrekening 16 september 2024

Limieten

Met een limiet kun je waardes van een functie vinden op plekken die niet in zijn domein liggen.

De functie f(x)f(x) gaat naar de limiet bb voor xx gaat naar aa, als het mogelijk is om f(x)f(x) willekeurig dicht bij bb te krijgen door xx maar dicht genoeg bij aa te kiezen. We schrijven dan:

lim⁡x→af(x)=b \lim_{x \to a} f(x) = b

Linker- en rechterlimiet

Soms is het handig om naar de limiet vanaf maar één zijde te kijken, namelijk voor x<ax<a of x>ax>a. Daarom zijn er:

  • De linkerlimiet, notatie lim⁡x↑af(x) \lim_{x \uparrow a} f(x)
  • De rechterlimiet, notatie lim⁡x↓af(x) \lim_{x \downarrow a} f(x)

Alleen als lim⁡x↑af(x)=lim⁡x↓af(x) \lim_{x \uparrow a} f(x) = \lim_{x \downarrow a} f(x) geldt dat de limiet lim⁡x→af(x) \lim_{x \to a} f(x) bestaat.

Rekenregels voor limieten

Stel lim⁡x→af(x)=α \lim_{x \to a} f(x) = \alpha en lim⁡x→ag(x)=β \lim_{x \to a} g(x) = \beta voor α,β∈R \alpha, \beta \in \R , dan gelden de volgende regels:

  • lim⁡x→a(f(x)+g(x))=α+β \lim_{x \to a}\big( f(x) + g(x) \big) = \alpha + \beta
  • lim⁡x→a(f(x)⋅g(x))=α⋅β \lim_{x \to a}\big( f(x) \cdot g(x) \big) = \alpha \cdot \beta
  • lim⁡x→af(x)g(x)=αβ \lim_{x \to a} \dfrac{f(x)}{g(x)} = \dfrac \alpha \beta , mits β≠0 \beta \neq 0
  • lim⁡x→af(g(x))=lim⁡x→βf(x) \lim_{x \to a} f(g(x)) = \lim_{x \to \beta} f(x)

Limieten vinden

Dit zijn enkele technieken om een limiet te vinden.

Gemeenschappelijke factor

Het onder en boven delen door een gemeenschappelijke factor.

Voorbeeld

lim⁡x→1x2+x−2x2−x=lim⁡x→1(x+2)(x−1)x(x−1)=lim⁡x→1x+2x=31=3 \lim_{x \to 1} \frac{x^2 + x - 2}{x^2 - x} = \lim_{x \to 1} \frac{(x+2)(x-1)}{x(x-1)} = \lim_{x \to 1} \frac{x+2}x = \frac31 = 3

Delen door de hoogste macht

Het onder en boven delen door de hoogste macht. Dit werkt vooral goed als het een limiet naar ±∞\pm \infty is.

Voorbeeld

lim⁡x→∞2x3+2x+45x3−3x2+1=lim⁡x→∞2+2x2+4x35−3x+1x3=2+0+05+0+0=25 \lim_{x \to \infty} \frac{2x^3+2x+4}{5x^3-3x^2+1} = \lim_{x \to \infty} \frac{2+\frac2{x^2}+\frac4{x^3}}{5-\frac3x+\frac1{x^3}} = \frac{2 + 0 + 0}{5 + 0 + 0} = \frac25

Wortels wegrationaliseren

Door onder en boven te vermenigvuldigen met het geconjugeerde kun je van wortels in de teller of noemer afkomen.

Voorbeeld

lim⁡x→0x2+9−3x2⋅t2+9+3t2+9+3=lim⁡x→0t2+9−9t2(t2+9+3)=lim⁡x→01t2+9+3=16 \lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{x^2+9}-3}{x^2} \cdot \frac{\sqrt{t^2+9}+3}{\sqrt{t^2+9}+3} = \lim_{x \to 0} \frac{t^2+9-9}{t^2(\sqrt{t^2+9}+3)} = \lim_{x \to 0} \frac1{\sqrt{t^2+9}+3} = \frac16

Insluitstelling

Als voor elke xx geldt dat g(x)≤f(x)≤h(x)g(x) \le f(x) \le h(x) en lim⁡x→ag(x)=lim⁡x→ah(x)=L\lim_{x \to a} g(x) = \lim_{x \to a} h(x) = L, dan is ook lim⁡x→af(x)=L \lim_{x \to a} f(x) = L .

De insluitstelling kun je meestal gebruiken bij sinus of cosinus.

Voorbeeld

Omdat −1≤sin⁡(1x)≤1-1\le\sin(\frac1x)\le1, geldt dat −x≤xsin⁡(1x)≤x-x\le x\sin(\frac1x)\le x. En omdat lim⁡x→0x=lim⁡x→0−x=0\lim_{x \to 0} x = \lim_{x \to 0} -x = 0, geldt ook lim⁡x→0xsin⁡(1x)=0\lim_{x \to 0} x\sin(\frac1x) = 0.

Continuïteit

Een functie f(x)f(x) is continu in aa als lim⁡x→af(x)\lim_{x \to a} f(x) bestaat en gelijk is aan f(a)f(a). Een functie is continu als het op ieder punt uit zijn domein continu is.

Gemaakt door Jeroen van Rensen.