somewhere in... blog
x
ফোনেটিক ইউনিজয় বিজয়

Limits to Infinity

১৬ ই নভেম্বর, ২০১৪ বিকাল ৫:৫৯
এই পোস্টটি শেয়ার করতে চাইলে :

You should read Limits (An Introduction) first
Infinity is a very special idea. We know we can't reach it, but we can still try to work out the value of functions that have infinity in them.
One Divided By Infinity

Let's start with an interesting example.
Question: What is the value of 1 ∞ ?

Answer: We don't know!


Why don't We know?

The simplest reason is that Infinity is not a number, it is an idea.

So 1 ∞ is a bit like saying 1 beauty or 1 tall .

Maybe we could say that 1 ∞ = 0, ... but that is a problem too, because if we divide 1 into infinite pieces and they end up 0 each, what happened to the 1?

In fact 1 ∞ is known to be undefined.
But We Can Approach It!

So instead of trying to work it out for infinity (because we can't get a sensible answer), let's try larger and larger values of x:
x 1 x
1 1.00000
2 0.50000
4 0.25000
10 0.10000
100 0.01000
1,000 0.00100
10,000 0.00010


Now we can see that as x gets larger, 1 x tends towards 0

We are now faced with an interesting situation:

We can't say what happens when x gets to infinity
But we can see that 1 x is going towards 0

We want to give the answer "0" but can't, so instead mathematicians say exactly what is going on by using the special word "limit"

The limit of 1 x as x approaches Infinity is 0

And write it like this:

In other words:

As x approaches infinity, then 1 x approaches 0

When you see "limit", think "approaching"

It is a mathematical way of saying "we are not talking about when x=∞, but we know as x gets bigger, the answer gets closer and closer to 0".
Summary

So, sometimes Infinity cannot be used directly, but we can use a limit.
What happens at ∞ is undefined ... 1 x

... but we do know that 1/x approaches 0
as x approaches infinity


Limits Approaching Infinity

What is the limit of this function as x approaches infinity?

y = 2x

Obviously as "x" gets larger, so does "2x":
x y=2x
1 2
2 4
4 8
10 20
100 200
... ...

So as "x" approaches infinity, then "2x" also approaches infinity. We write this:

But don't be fooled by the "=". We cannot actually get to infinity, but in "limit" language the limit is infinity (which is really saying the function is limitless).


Infinity and Degree

We have seen two examples, one went to 0, the other went to infinity.

In fact many infinite limits are actually quite easy to work out, when we figure out "which way it is going", like this
Functions like 1/x approach 0 as x approaches infinity. This is also true for 1/x2 etc

A function such as x will approach infinity, as well as 2x, or x/9 and so on. Likewise functions with x2 or x3 etc will also approach infinity.

But be careful, a function like "−x" will approach "−infinity", so we have to look at the signs of x.

Example: 2x2−5x

2x2 will head towards +infinity
−5x will head towards -infinity
But x2 grows more rapidly than x, so 2x2−5x will head towards +infinity

In fact, when we look at the Degree of the function (the highest exponent in the function) we can tell what is going to happen:

When the Degree of the function is:

greater than 0, the limit is infinity (or −infinity)
less than 0, the limit is 0

But if the Degree is 0 or unknown then we need to work a bit harder to find a limit.
Rational Functions
A Rational Function is one that is the ratio of two polynomials:

For example, here P(x) = x3 + 2x − 1, and Q(x) = 6x2:

Following on from our idea of the Degree of the Equation, the first step to find the limit is to ...
Compare the Degree of P(x) to the Degree of Q(x):
If the Degree of P is less than the Degree of Q ...
... the limit is 0.
If the Degree of P and Q are the same ...

... divide the coefficients of the terms with the largest exponent, like this:
If the Degree of P is greater than the Degree of Q ...
... then the limit is positive infinity ...

... or maybe negative infinity. We need to look at the signs!

We can work out the sign (positive or negative) by looking at the signs of the terms with the largest exponent, just like how we found the coefficients above:


For example this will go to positive infinity, because both ...

x3 (the term with the largest exponent in the top) and
6x2 (the term with the largest exponent in the bottom)

... are positive.

But this will head for negative infinity, because −2/5 is negative.
A Harder Example: Working Out "e"

There is a formula for the value of e (Euler's number) based on infinity and this formula:

(1+ 1/n)n

At Infinity: (1+1/∞)∞ = ??? ... we don't know!

So instead of trying to work it out for infinity (because we can't get a sensible answer), let's try larger and larger values of n:

n (1 + 1/n)n
1 2.00000
2 2.25000
5 2.48832
10 2.59374
100 2.70481
1,000 2.71692
10,000 2.71815
100,000 2.71827

It is heading towards the value 2.71828... which is the magic number e (Euler's Number).

So again we have an odd situation:

We don't know what the value is when n=infinity
But we can see that it settles towards 2.71828...

So we use limits to write the answer like this:

It is a mathematical way of saying "we are not talking about when n=∞, but we know as n gets bigger, the answer gets closer and closer to the value of e".
Don't Do It The Wrong Way ... !

We can see by the graph and the table that as n get larger the function approaches 2.71828....

But trying to use infinity as a "very large real number" (it isn't!) would give this:

(1+1/∞)∞ = (1+0)∞ = (1)∞ = 1

So, don't try to use Infinity as a real number, you will get wrong answers!

Limits are the right way to go.
Evaluating Limits

I have taken a gentle approach to limits so far, and shown tables and graphs to illustrate the points.

But to "evaluate" (in other words calculate) the value of a limit can take a bit more effort. Find out more at Evaluating Limits.

for more http://www.mathsisfun.com
০টি মন্তব্য ০টি উত্তর

আপনার মন্তব্য লিখুন

ছবি সংযুক্ত করতে এখানে ড্রাগ করে আনুন অথবা কম্পিউটারের নির্ধারিত স্থান থেকে সংযুক্ত করুন (সর্বোচ্চ ইমেজ সাইজঃ ১০ মেগাবাইট)
Shore O Shore A Hrosho I Dirgho I Hrosho U Dirgho U Ri E OI O OU Ka Kha Ga Gha Uma Cha Chha Ja Jha Yon To TTho Do Dho MurdhonNo TTo Tho DDo DDho No Po Fo Bo Vo Mo Ontoshto Zo Ro Lo Talobyo Sho Murdhonyo So Dontyo So Ho Zukto Kho Doye Bindu Ro Dhoye Bindu Ro Ontosthyo Yo Khondo Tto Uniswor Bisworgo Chondro Bindu A Kar E Kar O Kar Hrosho I Kar Dirgho I Kar Hrosho U Kar Dirgho U Kar Ou Kar Oi Kar Joiner Ro Fola Zo Fola Ref Ri Kar Hoshonto Doi Bo Dari SpaceBar
এই পোস্টটি শেয়ার করতে চাইলে :
আলোচিত ব্লগ

ব্লগে বিরোধী মতের কাউকে নীতি মালায় নিলে কি সত্যি আনন্দ পাওয়া যায়।

লিখেছেন লেখার খাতা, ০৪ ঠা মে, ২০২৪ সন্ধ্যা ৬:১৮

ব্লগ এমন এক স্থান, যেখানে মতের অমিলের কারণে, চকলেটের কারণে, ভিন্ন রাজনৈতিক মতাদর্শের কারণে অনেক তর্কাতর্কি বিতর্ক কাটা কাটি মারামারি মন্তব্যে প্রতিমন্তব্যে আঘাত এগুলো যেনো নিত্য নৈমিত্তিক বিষয়। ব্লগটি... ...বাকিটুকু পড়ুন

সিকান্দার রাজার চেয়ে একজন পতিতাও ভালো।

লিখেছেন ...নিপুণ কথন..., ০৪ ঠা মে, ২০২৪ রাত ৮:০৭

সিকান্দার রাজা কোকের বোতল সামনে থেকে সরিয়ে রাতারাতি হিরো বনে গেছেন! কিন্তু তাকে যারা হিরো বানিয়েছেন, তারা কেউ দেখছেন না তিনি কত বড় নেমকহারামি করেছেন। তারা নিজেদেরকে ধার্মিক বলে দাবি... ...বাকিটুকু পড়ুন

ব্লগার'স ইন্টারভিউঃ আজকের অতিথি ব্লগার শায়মা

লিখেছেন অপু তানভীর, ০৪ ঠা মে, ২০২৪ রাত ১১:০৫



সামুতে ব্লগারদের ইন্টারভিউ নেওয়াটা নতুন না । অনেক ব্লগারই সিরিজ আকারে এই ধরণের পোস্ট করেছেন । যদিও সেগুলো বেশ আগের ঘটনা । ইন্টারভিউ মূলক পোস্ট অনেক দিন... ...বাকিটুকু পড়ুন

...এবং উচ্চতায় তুমি কখনই পর্বত প্রমাণ হতে পারবে না

লিখেছেন নতুন নকিব, ০৫ ই মে, ২০২৪ সকাল ৮:৫৬

...এবং উচ্চতায় তুমি কখনই পর্বত প্রমাণ হতে পারবে না

ছবি কৃতজ্ঞতাঃ অন্তর্জাল।

ছোটবেলায় মুরব্বিদের মুখে শোনা গুরুত্বপূর্ণ অনেক ছড়া কবিতার মত নিচের এই লাইন দুইটাকে আজও অনেক প্রাসঙ্গিক বলে মনে হয়।... ...বাকিটুকু পড়ুন

আমেরিকার গ্র্যান্ড কেনিয়ন পৃথিবীর বুকে এক বিস্ময়

লিখেছেন কাছের-মানুষ, ০৫ ই মে, ২০২৪ দুপুর ১:৪১


প্রচলিত কিংবদন্তি অনুসারে হাতে গাছের ডাল আর পরনে সাধা পোশাক পরিহিত এক মহিলার ভাটাকতে হুয়ে আতমা গ্র্যান্ড কেনিয়নের নীচে ঘুরে বেড়ায়। লোকমুখে প্রচলিত এই কেনিয়নের গভীরেই মহিলাটি তার... ...বাকিটুকু পড়ুন

×