Problema 2


Quesito 1

f(x) è definita solo a destra di 0: si può analizzarla solo in un intorno destro.

f(x) è continua da destra di 0 se

fig111

L'ultimo limite è immediato, per cui è dimostrata la continuità da destra.

Il limite da destra della derivata è

fig112

La derivata converge, dunque è dimostrata la derivabilità da destra.


Quesito 2

L'equazione f(x)=0, nel dominio x>0, è equivalente a

fig211

Graficando nel dominio le curve descritte dai membri destro e sinistro di questa equazione

fig201

si osserva che il logaritmo è sempre crescente da -∞, mentre l'altra funzione è sempre positiva, sempre decrescente da +∞ e tende asintoticamente a 3/2. Le due curve pertanto si intersecano in un unico punto del I° quadrante. L'equazione ammette una sola soluzione.

Per approssimare la soluzione si può usare il metodo delle tangenti costruendo la successione

fig212

Si ottiene

4
4,91229...
4,70351...
4,69018...
4,69013...

La soluzione cercata xZ è circa 4,69


Quesito 3

f(x) è definita reale per x≥0. Dall'analisi precedente si deduce che è positiva per 0≤x<xZ, nulla per x=xZ, negativa per x>xZ.

per x→0 f(x)→1, per x→∞ f(x)→-∞

Per calcolare il limite per x→∞ basta calcolare il limite

fig311

e poi, eventualmente, dividerlo per 2 e aggiungere 1. Si ha

fig312

Il punto A(0;1) è un punto d'arresto; in tale punto la derivata da destra è nulla.

Analizzando il segno della derivata prima si ha

fig313

La funzione cresce in tale intervallo, decresce oltre e, ha un minimo relativo per xA=0 e un massimo relativo in M

fig314

La derivata seconda è fig315 ed è positiva per xF<1, nulla per xF=1, negativa oltre. Per tale valore si ha un flesso obliquo

fig316

La retta tangente a C in F ha coefficiente angolare dato da f'(1)=2 ed ha quindi equazione

fig317

fig301


Quesito 4

fig401

L'area An è data da

fig411

Le primitive dei monomi in x sono immediate. Una primitiva del termine x2lnx si ottiene abbastanza facilmente integrando per parti

fig412

Con la regola di Torricelli si ha

fig413


Quesito 5

Il limite del rapporto tra logaritmo e cubo si può determinare trattando la n come variabile continua e applicando il teorema di De L'Hôpital. Si ottiene quindi

fig511

Questo risultato deve coincidere con il valore dell'integrale da 0 a 1 della differenza tra l'equazione della curva e quella della retta:

fig512