sviluppo

Dopo aver esaminato il seguente insieme, indicando se e' limitato, determinare se esistono punti di accumulazione giustificando tale affermazione

    I = { x ∈ ℜ / x(k) = cos kπ - 1/k, k∈N }>


    Devo trovare i punti che obbediscono alla relazione x(k) = cos kπ - 1

k
per ogni k∈N


per trovarli sostituisco a k i valori della successione dei numeri naturali N e trovo i punti corrispondenti

Per k = 1     → x(1) = cos π - 1

1
= -1 - 1 = -2
Per k = 2     → x(2) = cos 2π - 1

2
= 1 - 1

2
= 1

2
Per k = 3     → x(3) = cos 3π - 1

3
= -1 - 1

3
= - 4

3
Per k = 4     → x(4) = cos 4π - 1

4
= 1 - 1

4
= 3

4
.....................................

ottengo
-2 1
+   
2
4
-     
3
3
+     
4
6
-     
5
5
+     
6
8
-     
7
7
+     
8
....
Si tratta di una successione che converge sia verso +1 che verso -1
per vederlo meglio e' possibile cosiderarla come unione delle due successioni
-2 4
  
3
6
  
5
8
-     
7
10
-     
9
.... → -1
1
+   
2
3
+   
4
5
+   
6
7
+   
8
9
+   
10
.... → + 1

E' un insieme infinito perche' e' in corrispondenza biunivoca con l'insieme N
ogni punto dell'insieme corrisponde ad un valore di N e viceversa

E' un insieme limitato: infatti e' contenuto ad esempio nell'insieme A = { x ∈ ℜ / -3≤x≤2 } limitato in
ogni insieme contenuto in un insieme limitato e' limitato

Siccome ogni insieme infinito in ammette almeno un punto di accumulazione possiamo dire che esiste almeno un punto di accumulazione

Tale punti sono 2: il valore -1 ed il valore +1 cui tendono le successioni componenti;
infatti
  • considerato il punto +1 e preso un numero ε piccolo a piacere, possiamo sempre trovare una frazione del tipo M/(M+1) il cui valore sia minore di 1+ε
    infatti M

    M + 1
    = M + 1 - 1

    M + 1
    = M + 1

    M + 1
    + 1

    M + 1
    = 1 + 1

    M + 1
    quindi basta scegliere un numero Naturale M abbastanza grande in modo che valga 1

    M + 1
    < ε

  • considerato il punto -1 e preso un numero ε piccolo a piacere, possiamo sempre trovare una frazione del tipo -(N+1)/N il cui valore sia minore di -1-ε
    infatti - (N + 1)

    N
    = - N - 1

    N
    = - 1 - 1

    N
    quindi basta scegliere un numero Naturale N abbastanza grande in modo che valga 1

    N
    < ε
Un punto e' di accumulazione per un insieme se preso comunque un intorno del punto stesso al suo interno esiste sempre un altro punto appartenente all'insieme
(da notare che piu prendo ε piccolo piu' devo prendere M ed N grandi per avere il termine della successione interno all'intervallo di raggio ε)


Nessun altro punto e' di accumulazione, infatti preso un punto fisso della successione basta prendere ε minore della ditanza fra il punto preso ed un suo doppio successivo (sarebbe il successivo del successivo)