Límite del cociente entre el seno y el ángulo cuando éste tiende a cero

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LÍMITE DEL COCIENTE ENTRE EL SENO Y EL ÁNGULO CUANDO ÉSTE TIENDE A CERO de Alfredo Salvador C. García; Ciudad de México Teorema. El siguiente cálculo es verdadero:

lím sen    =1 →0  Demostración:

De acuerdo con la figura presentada, se efectúa una comparación de áreas: 1.

A−OQRA D−OQR A OQP , el área del triángulo OQR es menor que el área del sector circular OQR, y, a su vez, dicho sector es menor que el área del triángulo OQP.

2.

1   1  2 1   · RS · OQ · OQ ·  · PQ· OQ , calculando tales áreas en función de las 2 2 2 longitudes de sus segmentos constituyentes. Particularmente, si el área del círculo es

 2 · OQ

y el ángulo recorrido debe de ser

2 ·

(correspondiente a toda la

circunferencia), entonces se forma la proporción de las áreas →

 2 2·  · OQ ← de los ángulos =  x

1

donde

x

representa el área del sector circular, que se calcula como se ha mostrado,

1  2 x = · OQ · . 2     RS OQ PQ 1 RO  ·  · , dividiendo entre el factor .     RO RO RO 2 OQ   RS OQ =sen    , =1 siendo ambos segmentos de 4. sen  tan    , porque   OQ RO   PQ PQ = =tan    de acuerdo con el igual longitud (ambos son radios del círculo), y   RO OQ 3.

argumento anterior. 5.

1 1 1   , porque la desigualdad así lo requiere. Por ejemplo, tan    sen    implica necesariamente que

6.

1 1 1   3 2 1

(o bien,

123

1 1  1 ). 3 2

cos  

sen   1 , multiplicando por el factor 

tan   =

sen    sen   , queda cos   = . cos    tan   

sen   . Particularmente, como

· Suponiendo, aparte, que

f  z  g  z  h  z  ,

f  z g  z  h  z  , mientras la evaluación con z  cumpliendo la comparación al igual que f  z  g  z  h  z  . 2.  f  z −g  z −h  z − , restando el término 1.

realmente siga sin

alterar

la

desigualdad. 3.

lím f  z  lím g  z  lím h  z  , porque las formas z →a z →a z →a forma de calcular el límite de

  z −

corresponden a la

lím   z  , siendo a un valor dado. z →a ·

7. 8.

lím cos    lím sen     lím 1 , de acuerdo a lo ya concluido. → 0 → 0  →0 sen   es continua en todos 1 lím 1 , porque cos   → 0 

2

sus

puntos,

lím cos   =cos0 → 0

y

cos 0 =1

[Lo que involucra el límite, 20 de Julio de 2013].

Aparte, el límite de una constante es equivalente al valor de dicha constante. Sin embargo, esta expresión es absurda: porque se está declarando que 11 , debiendo ser

1=1 . El cambio de simbología es la forma para obtener una de las dos opciones posibles (la verdadera modificando la falsa), entonces sea en realidad que

sen   1= lím =1 , o →0 

simplemente

9.

lím sen    =1 , que es el cálculo por demostrar. → 0  ∎

Que se haya obtenido un absurdo a partir de argumentos aparentemente coherentes podría asimilarse como prueba de incoherencia en la Matemática. Sin embargo, ha de retormarse lo dicho anteriormente:

f  z  g  z  h  z  , mientras la evaluación con z  realmente siga cumpliendo la comparación al igual que f  z  g  z  h  z  Ciertamente, cuando se exhibe el argumento 7, donde

lím cos    lím sen     lím 1 , → 0 →0  → 0

se está violando dicha condición entorno a la implementación del límite en la desigualdad: justamente este cálculo de límites no sigue cumpliendo la comparación hecha con

cos  

sen   1 

–dado que

cos 0 =1

, siendo este valor, a su vez, el valor de

lím cos    –. Por ello es lógico obtener una incoherencia matemática en el argumento 9. Aun → 0 así, en lógica formal se sabe que sólo existen dos opciones sobre la naturaleza de una expresión: la primera, que sea verdadera; la segunda, que sea falsa y que su contraria lógica sea la verdadera. Entonces, se ha obtenido una expresión falsa,

sen   1 lím 1 , por lo tanto su contraria → 0 

lógica

la

debe

ser

verdadera.

Finalmente,

contraria

lógica

de

esa

expresión

es

sen   1= lím =1 exactamente. Ello podría deducirse a su vez de que la contraria lógica de → 0  lím cos    lím sen     lím 1 →0 → 0  →0

3

es

lím cos   = lím sen    = lím 1 → 0 → 0  →0

y que ésta dedujera nuevamente todos los argumentos, desde el 7 hasta el 10 de forma coherente. De ninguna forma podría ser

sen   1 lím 1  →0 

la contraria lógica porque nuevamente

representa un absurdo. Siguiendo la ley de tricotomía, si las opciones con los símbolos que) o





(menor

(mayor que) no son posibles, entonces la única posibilidad para comparar dos

cantidades es la utilización del símbolo = (igual que); por ello es que solamente la igualdad puede considerarse la contraria lógica del expresión inicial en 7, o bien, de 10. ∎ 2 de Enero de 2015

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