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¿Por qué falla mi intuición sobre el "orden de divergencia" para las fracciones algebraicas?

Me encuentro con esta identidad de vez en cuando, pero la verdad es que nunca la he entendido:

$$\frac{2}{1-x^2}=\frac{(1-x)+(1+x)}{(1+x)(1-x)}=\frac{1}{1+x}+\frac{1}{1-x}$$

Me sorprende porque ingenuamente no asumiría que el "orden de divergencia" en $x=1$ puede ser recíproco cuadrático y recíproco lineal al mismo tiempo. Creo que una es más pronunciada que la otra, por lo que la divergencia debería ser cuantitativamente diferente. Por supuesto, es como es y esto sólo significa que mi intuición para el "orden de divergencia" es inválida. Supongo que lo he sacado de conversaciones como "la integral diverge sólo logarítmicamente" y cosas así.

Me pregunto si existe una noción de orden de divergencia para una función racional como la anterior. Pensamientos: ¿Dice la descomposición de la fracción parcial algo sobre qué función no puede expresarse para que parezca que diverge como $\tfrac{1}{1-x}$ en sus puntos críticos? ¿Se relaciona con el análisis complejo= - el residuo resulta que también tiene que ver con esa parte de la función. Pero mi intuición también falla ahí. ¿Existe algún tipo de $O(x^{-n})$ -hablar para entender la identidad anterior?

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Studer Puntos 1050

La forma en que lo veo es muy simple: su término izquierdo es $$ \frac2{1-x^2}=\frac2{(1-x)(1+x)}=\frac2{1+x}\,\frac1{1-x}. $$ El primer factor de la derecha no está explotando. Toda la divergencia proviene del factor $1/1-x$ .

Lo mismo ocurre en su término derecho: el primer sumando converge a $1/2$ y por lo tanto no está contribuyendo a la divergencia.

Editar: Algo que podría ayudar a evitar la confusión es trasladar el límite al origen. Si establecemos $t=x-1$ entonces $1-x^2=1-(t+1)^2=-t^2-2t$ . Así que estamos considerando la expresión $$ \frac2{-t^2-2t}=-\frac2{2t+t^2}. $$ Cuando $t$ está muy cerca $0$ (que es el caso cuando $x$ está muy cerca $1$ ) esta expresión es aproximadamente $-1/t$ .

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Oli Puntos 89

Hay que hacer algunos cálculos, pero ésta es una forma de ver la situación de forma intuitiva:

La derivada de $x^2-1$ es distinto de cero en $x=1$ . Tan cerca $x=1$ la función $x^2-1$ "se comporta como" $a(x-1)$ para un número no nulo de $a$ .

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