Limite di x che tende a infinito

Esaminiamo qui il caso di limiti di funzioni che hanno un dominio di esistenza illimitato, per cui ci interessa sapere come si comporta la funzione per valori via via più grandi (più piccoli). Ovviamente non ha senso tentare di calcolare

Limite di x che tende a infinito
oppure
Limite di x che tende a infinito
per cui possiamo cercare il comportamento al limite di
Limite di x che tende a infinito
che tende a tali valori infiniti.

Data una funzione

Limite di x che tende a infinito
con
Limite di x che tende a infinito
, diremo che
Limite di x che tende a infinito
é illimitato superiormente (inferiormente) se fissato un numero reale
Limite di x che tende a infinito
, esiste un
Limite di x che tende a infinito
. Dunque, se
Limite di x che tende a infinito
é illimitato superiormente (inferiormente) é possibile calcolare la f in corrispondenza di valori sempre più grandi (piccoli). In altre parole possiamo calcolare i limiti:

Limite di x che tende a infinito

In particolare qui siamo interessati al caso in cui questi limiti assumono valori infiniti.

Possiamo dare pertanto la seguente definizione.

Vediamo ora le rappresentazioni grafiche delle due definizioni che portano a raffigurare quattro casi:

Limite di x che tende a infinito

Limite di x che tende a infinito

Limite di x che tende a infinito

Limite di x che tende a infinito

NOTA:

I polinomi di grado superiore o uguale ad 1 hanno limite infinito con le funzioni all’infinito. Attenzione però a distinguere fra quelli di grado pari e grado dispari, nel primo caso hanno lo stesso limite nel secondo i limiti sono opposti e ciò vale sia per

Limite di x che tende a infinito
che per
Limite di x che tende a infinito
.

Esempio 2

Come esercizio, verifichiamo ora un risultato generale.

Data la funzione

Limite di x che tende a infinito

Limite di x che tende a infinito

dobbiamo verificare che

Limite di x che tende a infinito

Applicando la definzione 1, dobbiamo dimostrare che

Limite di x che tende a infinito

Limite di x che tende a infinito

consideriamo un generico

Limite di x che tende a infinito
a piacere, e imponiamo la condizione

Limite di x che tende a infinito

da cui ricaviamo

Limite di x che tende a infinito

poiché la funzione è definita in tutto

Limite di x che tende a infinito
, dobbiamo imporre una condizione su x compatibile con
Limite di x che tende a infinito
, pertanto possiamo prendere
Limite di x che tende a infinito
e otteniamo il sistema

Limite di x che tende a infinito

da cui, per

Limite di x che tende a infinito
, ricaviamo la soluzione
Limite di x che tende a infinito
.

Visualizziamo il grafico di una funzione del tipo

Limite di x che tende a infinito
, con
Limite di x che tende a infinito
:

Limite di x che tende a infinito

Esempio 3

Consideriamo adesso la funzione

Limite di x che tende a infinito

dobbiamo verificare che

Limite di x che tende a infinito

Anche in questo caso, applicando la definzione 1, dobbiamo dimostrare che

Limite di x che tende a infinito

Limite di x che tende a infinito

Consideriamo un generico

Limite di x che tende a infinito
a piacere, e imponiamo la condizione

Limite di x che tende a infinito

da cui ricaviamo

Limite di x che tende a infinito
1

da cui la soluzione

Limite di x che tende a infinito

Confermiamo il risultato trovato visualizzando il grafico della funzione

Limite di x che tende a infinito

Quando il risultato di un limite è infinito?

Il limite infinito per x tendente all'infinito è la quarta tipologia di limite definita per le funzioni reali di variabile reale. Viene denominata talvolta limite infinito all'infinito e consente di studiare il comportamento di una funzione agli eventuali estremi illimitati del suo dominio.

Quando una funzione tende a infinito?

Affinchè sia possibile far tendere la all'infinito ovviamente la funzione deve essere definita in un intorno di più o meno infinito, o almeno deve avere un dominio illimitato superiormente o inferiormente, a seconda che si voglia calcolare il limite per x → + ∞ o x → − ∞ .

Cos'è un limite finito?

La nozione di limite finito per x tendente all'infinito è la terza tipologia di limite che viene definita per le funzioni reali di variabile reale. Detto anche limite finito all'infinito, permette di studiare l'andamento di una funzione agli estremi illimitati del suo dominio.