Sinx/x Limiti İspatı

Etiketler : belirsizlikler ispat limit limit işlemleri matematik teorem ispatları trigonometri trigonometrik fonksiyonlar

Sinx/x limiti hesaplaması yapılırken birim çemberden yararlanılabilir. Öncelike birim çember çizilir. 

Birim çemberde herhangi bir x açısının seçilmesi ile birlikte aşağıda da gösterildiği gibi |OH|, |TA| ve |PH| uzunluklarının trigonometrik oranlar cinsinden değerleri yazılır. Daha sonra oluşan üçgende kenar uzunlukları arasında aynı açılara göre kenarların ve yay parçasının arasındaki büyüklük sıralaması yazılır. Daha sonra yazılan bu sıralamada, eşitsizliğin her iki tarafı sinx ile bölünür. Ortaya çıkan fonksiyon x/sinx fonksiyonu olur. Bu fonksiyonun  x=0 noktasına yaklaşırken limit değeri alınırsa bu durumda x/sinx limiti ve sinx/x limit değerleri bulunmuş olur.

Burada x değeri sonsuza yaklaşırken aynı fonksiyon için limit hesabı yapılırsa sinx/x limiti 0 olur. Sinüs fonksiyonunun tanım aralığından yararlanarak değer aralığı yazıldıktan sonra eşitsizliğin her iki tarafı da x ile bölünerek sinx/x fonksiyonu elde edilir. Eşitsizliğin her iki tarafında x sonsuza yaklaşırken limit değeri hesaplanır.Daha sonra arada sıkışmış olan sinx/x fonksiyonun sonsuza yaklaşırken limit değeri bulunmuş olur. (Bu teoreme sandviç teoremi veya sıkıştırma teoremi adı verilir.)

.....Sıkıştırma teoremine göre, bir f fonksiyonunun x=a noktasını içeren bir aralıkta, bu noktadaki limit değerlerini birbirine eşit ve limitini L olarak hesaplayabildiğimiz g ve h fonksiyonları arasında kaldığını gösterebiliyorsak,f  fonksiyonunun bu noktadaki limiti de önceki limit değeri olan L'ye eşit olmak zorundadır. Limit fonksiyonun x=a noktasındaki değeri ile ilgilenmediği için, sıkıştırma teoreminin kullandığımız g(x)<f(x)<h(x) eşitsizliği x=a noktasında geçerli olmak zorunda değildir, önemli olan f(x) fonksiyonun değerinin bu aralıkta x=a dışındaki noktalarda, g ve h fonksiyonlarının arasında kalmasıdır. Sıkıştırma teoreminde g ve h fonksiyonlarının  bir noktadaki limitinin tanımlı ve eşit olduğunu biliyorsak, eşitsizliğe göre arada yer alan f fonksiyonunun da aynı noktadaki limitinin bu L değerine  eşit olması gerekmektedir. sinx/x fonksiyonun limit hesabı, bu sıkıştırma teoreminin uygulanışına güzel bir örnektir.

 

 

Bu özel limit kullanılarak farkı teoremlerin de ispatları yapılabilir. Sinüs fonksiyonu için geçerli olan bu limit özelliği tanjant fonksiyonunda da aynı şekilde uygulanabilir.