Forma indeterminata: differenze tra le versioni

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:<math>\frac{0}{0} \qquad \frac{\infty}{\infty} \qquad 0\cdot\infty \qquad 1^\infty \qquad 0^0 \qquad \infty^0 \qquad +\infty-\infty </math>
 
individuano le cosiddette '''forme indeterminate''', che sono collezioni di [[Funzione (matematica)|funzioni]] di una [[Variabile (matematica)|variabile]] [[Numero reale|reale]] esprimibili [[Composizione di funzioni|componendo]] (mediante una moltiplicazione, una divisione o un elevamento a potenza) due funzioni di variabile reale ''<math>f''(''x'')</math> e ''<math>g''(''x'')</math> aventi un determinato comportamento quando la variabile tende a un valore finito o infinito di aderenza per entrambi i [[Dominio e codominio|domini]] delle funzioni.
 
Consideriamo in particolare la prima delle forme sopra introdotte; la funzione
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:<math>\frac{f(x)}{g(x)}</math>
 
relativamente al tendere della variabile ''<math>x''</math> ad un opportuno elemento ''x''<submath>0x_0</submath> dell'[[Insieme reale esteso|insieme dei reali esteso]] <math>\R^* = \R \cup \{-\infty,+\infty\}</math>, si attribuisce alla forma <math>\tfrac{0}{0}</math> se ''<math>f''(''x'')</math> e ''<math>g''(''x'')</math> tendono entrambe a <math>0</math> quando <math>x</math> tende a <math>x_0</math>.
0 quando ''x'' tende a ''x''<sub>0</sub>.
 
Può accadere che questa funzione rapporto si avvicini a un qualsiasi numero reale, a <math>+\infty</math> o a −∞<math>-\infty</math>, oppure che non riesca a convergere ad alcun punto sulla [[retta reale estesa]]; il suo comportamento dipende dalle caratteristiche delle funzioni ''<math>f''</math> e ''<math>g''</math> in vicinanza di ''x''<submath>0x_0</submath>.
Ad esempio:
 
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=\lim_{x\to49}\frac{\left(\sqrt{x}-7\right)\left(\sqrt{x}\,+7\right)}{\sqrt{x}-7}=14</math>
 
La sostituzione diretta delle funzioni a [[numeratore]] e a [[denominatore]] con i corrispondenti limiti per entrambi i precedenti rapporti, porta ad attribuire la funzione alla forma indeterminata <math>\tfrac{0}{0}</math>, mentre i [[limite di una funzione|limiti]] di entrambi i rapporti esistono effettivamente e sono uguali a <math>1</math> e <math>14</math> rispettivamente.
 
Per altri rapporti che appartengono alla stessa forma indeterminata il limite non esiste.
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In molti casi, qualche semplificazione algebrica, la [[regola di De L'Hôpital]], o altri metodi possono essere usati per semplificare l'espressione fino ad un punto nel quale si riesce a valutare il limite.
 
Il calcolo dei [[Limite notevole|limiti notevoli]] può essere inoltre svolto o semplificato grazie alla [[stima asintotica]].
 
Si noti che per qualsiasi <math>a</math> non nullo <math>a^0</math> e <math>\tfrac{a}{0}</math> (si veda [[Divisione per zero]]) non sono forme indeterminate.
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|'''Trasformazione'''
|-
|<math>\lim \frac{f(x)/}{g(x)}</math>
|<math>\lim f(x)=0</math>, <math>\lim g(x)=0</math>
|<math>\frac{0}{0}</math>
|''non necessaria''
|-
|<math>\lim \frac{f(x)/}{g(x)}</math>
|<math>\lim f(x)=\pm\infty</math>, <math>\lim g(x)=\pm\infty</math>
|<math>\pm\frac{\infty}{\infty}</math>
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|<math>\lim f(x)=1</math>, <math>\lim g(x)=\infty</math>
|<math>1^{\infty}</math>
|<math>e^{\left(\lim \frac{\ln f(x)}{1/g(x)}\right)}</math>
|-
|<math>\lim f(x)^{g(x)}</math>
|<math>\lim f(x)=0</math>, <math>\lim g(x)=0</math><ref>[http://www.faqs.org/faqs/sci-math-faq/specialnumbers/0to0/ sci.math FAQ: What is 0^0?<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>
|<math>0^0</math>
|<math>e^{\left(\lim \frac{\ln f(x)}{1/g(x)}\right)}</math>
|-
|<math>\lim f(x)^{g(x)}</math>
|<math>\lim f(x)=\infty</math>, <math>\lim g(x)=0</math>
|<math>\infty^0</math>
|<math>e^{\left(\lim \frac{\ln f(x)}{1/g(x)}\right)}</math>
|-
|<math>\lim (f(x)-{g(x))}</math>
|<math>\lim f(x)= + \infty</math>, <math>\lim g(x)= + \infty</math>
|<math>+\infty-\infty</math>
|<math>\ln \left(\lim \frac{e^{f(x)}}{e^{g(x)}}\right)</math>
|-
|}