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Appunti di Matematica generale, Appunti di Matematica Generale

Appunti di Matematica generale

Tipologia: Appunti

Pre 2010

Caricato il 21/10/2024

aldo-giordano-4
aldo-giordano-4 🇮🇹

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bg1
Il numero e di Neper pag 1 Adolfo Scimone
IL NUMERO e DI NEPER
Consideriamo la funzione:
1
() 1
x
fx
x

=+


e dimostriamo che il limite
x
xx
+
1
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è compreso fra 2 e 3.
Dimostriamo che il limite esiste per valori interi positivi. Per n
x
=
, applicando la formula
del binomio di Newton avremo:
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++
+
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+n
n
n
n
n
n
n
n
n
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1
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1
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1
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1
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3
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Osserviamo che per 1>n tutti i termini dello sviluppo sono positivi e, a partire dal
secondo, crescono al variare di n, perché le frazioni ,....,
2
,
1
nn diminuiscono di valore e
quindi aumenta il numeratore dei corrispondenti termini dello sviluppo. Quindi la funzione
n
n
+1
1
al crescere di n è una funzione crescente ed ammette limite per +∞n.
Questo limite è un numero compreso tra 2 e 3.
Infatti si ha
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IL NUMERO e DI NEPER

Consideriamo la funzione:

x

f x x

e dimostriamo che il limite

x

x (^) x

→∞

lim 1

è compreso fra 2 e 3.

Dimostriamo che il limite esiste per valori interi positivi. Per x = n , applicando la formula

del binomio di Newton avremo:

n

n

n n

n

n

n

n

n

n

2

n n n

nn n n n

n

nn n

n

n n 1

2 3

Essendo

3

− − n n n

n

n

n

n

n

n

nn n

la (1) diviene

n

3!

n

n

n n n n (2)

Osserviamo che per n > 1 tutti i termini dello sviluppo sono positivi e, a partire dal

secondo, crescono al variare di n, perché le frazioni ,....,

n n

diminuiscono di valore e

quindi aumenta il numeratore dei corrispondenti termini dello sviluppo. Quindi la funzione

n

n

al crescere di n è una funzione crescente ed ammette limite per n →+∞.

Questo limite è un numero compreso tra 2 e 3.

Infatti si ha

n

n

n

n

e quindi per le (1) e (2) avremo

n n

n

 < + + +^ + 

essendo inoltre

2 3 1 2! 2 , 3! 2 3 2 , 4! 2 3 4 2 , ,! 2 3 2

− = = ⋅ > = ⋅ ⋅ > = ⋅ >

n " n " n

risulta

2 3 1 2

n

n

n

Il secondo membro, dopo il primo termine, è una progressione geometrica di ragione 2

(La somma di n termini in una progressione geometrica di ragione q è data dalla formula

q

q S a

n

n

1

nel nostro caso

2

a 1 (^) = q = ed n − 1 il numero dei termini).

Avremo quindi:

2 3 1 2

n

n

n

e quindi:

1

 

n n

n

Pertanto avremo

2 lim (^1)  ≤ 

→+∞

n

n (^) n

Poniamo

e n

n

n

^ =

→+∞

lim 1

Per x →∞ la funzione f(x) ha ancora per limite il numero e. Infatti qualunque sia x

positivo, vi sarà sempre un numero n tale che

nx < n + 1 (3)

in modo che n risulta una funzione di x e per x →+∞, si ha pure n →+∞.

Dalla (3), passando ai reciproci e aggiungendo 1 a tutti i membri otteniamo:

n x n

e quindi: