En realidad no lo es.
[math] 0 ^ {0} [/ math] está indefinido al igual que [math] \ frac {0} {0} [/ math] está indefinido pero la razón es bastante más peculiar.
Veamos primero [math] \ frac {0} {0} [/ math] y por qué lo consideramos indefinido.
Verá, hay tres formas en que podría ver esa fracción, considere los siguientes términos:
- [matemática] \ frac {a} {a} [/ matemática] Probablemente sepa que, independientemente de qué [matemática] a [/ matemática] sea, esto debería ser igual a [matemática] 1. [/ matemática] Por lo tanto, puede concluir que [matemáticas] \ frac {0} {0} [/ matemáticas] también es [matemáticas] 1 [/ matemáticas]
- [matemática] \ frac {0} {a} [/ matemática] En este caso, probablemente sepa que para cualquier [matemática] a [/ matemática] esto debería ser igual a [matemática] 0 [/ matemática], lo que ahora significaría, que [matemáticas] \ frac {0} {0} [/ matemáticas] es en realidad [matemáticas] 0 [/ matemáticas]
- Y finalmente, puede pensar en [matemáticas] \ frac {a} {0} [/ matemáticas]. Inicialmente no tiene mucho sentido dividir cualquier número [matemática] a [/ matemática] por cero. Pero si piensa acerca de qué división significa intuitivamente, ya que en cuántas veces el denominador “encaja” en el numerador, puede llegar a la conclusión de que debería ser igual a algo como el infinito, aunque probablemente no esté seguro si podría considerar que un número (no hay una definición clara de qué es un número, vea esto)
Más importante, todas estas cosas se pueden generalizar con límites , de los cuales espero que tenga al menos una comprensión intuitiva (para ser precisos, estamos hablando de límites de funciones aquí, que a su vez se definen conectando una secuencia [matemáticas] a_ {n} [/ math] en la función, que como su límite tiene el valor que nos gustaría abordar, en términos matemáticos: [math] \ lim_ {x \ to c} f (x) = \ lim_ {n \ to \ infty} f (a_ {n}) [/ math] para todos [math] a_ {n} [/ math] donde [math] \ lim_ {n \ to \ infty} a_ {n} = c [/ math] Para más información sobre los límites de las secuencias, vea esto):
- [matemáticas] \ lim_ {a \ a 0} \ frac {a} {a} = 1 [/ matemáticas]
- [matemáticas] \ lim_ {a \ a 0} \ frac {0} {a} = 0 [/ matemáticas]
- El último es un poco más complicado, ya que todavía no sabemos qué es realmente algo dividido por cero, por lo que primero debemos acercarnos a [math] 0 [/ math] en el denominador y luego en el numerador: [math] \ lim_ {a \ to 0} (lim_ {b \ to 0} \ frac {a} {b}) [/ math]. Para cualquier a que no sea [matemática] 0 [/ matemática] el límite interno es [matemática] \ pm \ infty [/ matemática] en cuyo punto hemos eliminado la [matemática] a [/ matemática], por lo tanto, el límite completo es [math] \ pm \ infty [/ math] (la razón no es solo [math] \ infty [/ math], es que puedes pensar en acercarte a 0 tanto desde el lado positivo como desde el lado negativo de la recta numérica , los cuales producen diferentes resultados)
Como todas las cosas deberían ser definiciones válidas de [math] \ frac {0} {0} [/ math] pero todas nos dan respuestas diferentes, consideramos que no está definido (matemáticamente hablando no hay forma de hacer la función [math] ] f (x, y) = \ frac {x} {y} [/ math] continuo en [math] (x, y) = (0, 0) [/ math], definiendo explícitamente que esa salida en particular sea una de resultados de arriba)
Sin embargo, tenga en cuenta que, en ciertas situaciones, todavía tiene sentido hablar de [matemáticas] \ frac {0} {0} [/ matemáticas] como un valor particular. Solo tienes que entender cuál de estos límites tiene sentido. Por ejemplo, la función [matemática] f (x) = \ frac {x} {x} [/ matemática] generalmente no está definida en [matemática] x = 0 [/ matemática] pero desde entonces, como [matemática] x [/ matemática] va a cero, tanto el numerador como el denominador se acercarían a [math] 0 [/ math] “al mismo tiempo” al igual que en nuestro primer ejemplo podemos hacer que [math] f (x) [/ math] sea continuo en [math] ] x = 0 [/ math] definiéndolo como [math] 1 [/ math].
Análogamente para [matemáticas] 0 ^ {0} [/ matemáticas] también podemos encontrar varias formas de abordarlo, de modo que tenga resultados diferentes. Los dos más básicos de los cuales son los siguientes:
- Probablemente sepa que cualquier cosa para el poder cero es [matemática] 1, [/ matemática] así que [matemática] \ lim_ {a \ a 0} a ^ {0} = 1 [/ matemática]
- Una vez más, probablemente también sepas que [matemática] 0 [/ matemática] a cualquier potencia es [matemática] 0 [/ matemática], ya que solo estás multiplicando 0 varias veces, entonces [matemática] \ lim_ {a \ to 0} 0 ^ {a} = 0 [/ matemáticas]
Esto solo es suficiente para mostrar que [matemática] f (x, y) = x ^ {y} [/ matemática] no puede hacerse continua en [matemática] (x, y) = (0, 0) [/ matemática ] entonces [math] 0 ^ {0} [/ math] se considera indefinido. La razón por la que mucha gente parece pensar que en realidad es igual a [matemática] 1 [/ matemática] es que en muchas situaciones particulares resulta que tiene sentido definirlo como [matemática] 1 [/ matemática], pero no en el caso general Un ejemplo de esto es [matemáticas] f (x) = x ^ {x} [/ matemáticas]. Tomar el límite de [matemáticas] x \ a 0 [/ matemáticas] es un poco más complicado aquí, pero por la definición de límites de función podemos tomar una secuencia para la cual el límite es cero, conectarlo a [matemáticas] f (x ) [/ math] y calcule el límite de la secuencia resultante:
[matemáticas] a_ {n} = 1 / n [/ matemáticas]
[matemáticas] \ implica \ lim_ {n \ to \ infty} a_ {n} = 0 [/ matemáticas]
[matemáticas] \ implica \ lim_ {x \ a 0} f (x) = \ lim_ {n \ to \ infty} \ frac {1} {n} ^ {\ frac {1} {n}} [/ matemáticas]
[math] = lim_ {n \ to \ infty} \ frac {1} {\ sqrt [n] {n}} [/ math]
Y como sabemos que [math] lim_ {n \ to \ infty} \ sqrt [n] {n} [/ math] es [math] 1 [/ math], la expresión completa es solo [math] \ frac {1 } {1} = 1 [/ matemáticas].
Algunas cosas divertidas adicionales:
Para los casos generales de [math] f (x, y) = \ frac {x} {y} [/ math] y [math] g (x, y) = x ^ {y} [/ math] puede en realidad encontrar secuencias [math] (a_ {n}, b_ {n}) [/ math] acercándose a [math] (x, y) = (0, 0) [/ math] tal que [math] \ lim_ {n \ to \ infty} f (a_ {n}, b_ {n}) [/ math] y [math] \ lim_ {n \ to \ infty} g (a_ {n}, b_ {n}) [/ math] can Ser cualquier número real.
Por ejemplo, si [matemáticas] (a_ {n}, b_ {n}) = (\ frac {2} {n}, \ frac {1} {n}) [/ matemáticas] entonces
[matemáticas] lim_ {n \ to \ infty} (a_ {n}, b_ {n}) = (0, 0) [/ matemáticas] y
[matemáticas] lim_ {n \ to \ infty} f (a_ {n}, b_ {n}) [/ matemáticas]
[math] = lim_ {n \ to \ infty} \ frac {\ frac {2} {n}} {\ frac {1} {n}} [/ math]
[matemáticas] = lim_ {n \ to \ infty} \ frac {2} {\ frac {n} {n}} = 2 [/ matemáticas]
Un ejemplo de secuencia para [math] g (x, y) [/ math] sería
[matemáticas] (a_ {n}, b_ {n}) = (\ frac {1} {n}, \ frac {1} {\ log (\ frac {3} {n})}) [/ matemáticas]
Aunque te dejaré resolver este límite por ti mismo 🙂