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       I    gou vamos   falar dosparadrnos,   gan-   sempredcsafioumentesespeculativa.s, o     foí
     lldes     desa,fros lógicos, ve2es
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                                                                 de                              um
    Ãgos       depdLatns.Muitas vezes       recone- dosheróis guerrade Ttóía,decidíu
                                                                 da                          aposta.r
    mos a raciocíníos     a.pdrehtemehte  coerenteE umacoffid.tl   cotuuma taftarugae qaopof ser
    masqueescond,em    contradições  dbsurdas, para. maisrápido,   pemitiu queelainiciasse corri-
                                                                                             a
    convencetmos   alguém queaQoèverdadeiro. da 80m à sualrentaAo serdadaa largadano
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    Na Filosofra a dialétíca(a arte d.odiá.logo) mesmo
                 é                                            ínterualo tempo queAquiles
                                                                      d,e        em             per-
    quepossibi[ita  essa  argumektação,  Paraà.otn,   coneuos80 m, a tartaruga deslocou m e
                                                                                   se         8
    do gregopuâdoksos,      kohtrário à opiníãaco- enquahto     Aquilesos pefcoftia,a tartaruga. ah-
    mum",signífrca.  eaposiçãa  contraditóría, uma dava fiaís 0,8 m, e d.ssím      sucessívamente,  E
    argurflentaçào levaa algumacontradigìo. Zenào
                    que                                      concluiu Aquiles
                                                                      que           nunca alançaria
         Nd Geometuia,   fgwas   impossívek  padem a t"z.l'taruga, sempre
                                                                  poís        havería pereurso
                                                                                       um           a
    noslevara resultados    absurdos awiliar
                                      e         nas cumpúr, menor
                                                               por        quefosse
    argumentações.   Sãoídrkosos desekhos ar-
                                  os          da          Esse  paradoxolevouos matemátícos        ao
    tistagrártcohola dêsFÁchet     (1898-1972), que conceito   delir te Oslaloresacimapodemser
    co ntrad.izerlt princípios
                 os            matemátícos.           representadas umaEeqüênci.a"
                                                                    poï
         Sedoíslddosdeum tuiâtÌgulo     detemínatu (80: 0,8:
                                                          8;     0,08;         já           por
                                                                      0,008...),estudada vocè.
    um   plano,como  pod.efiamos os
                                  ter   parcsdeId- E uma PG deprimeiro teruo 80 e raaio 0,1.
    dosde um mumo triâtlgulokã.o'coplanares? Obsewe             que o compime to do percursod.e
    Essafguraé umparadotco!                          Aquílescorresponde somadcsses
                                                                           à               terrnose,
         Zm,ãodeElêa      (século a.C.)eraumfih-
                                V                     como PG é Wfiita' o ,11átimo
                                                            a                           quepodemos
    sofo reconia, paradaxo|
          que         aos            pard cottstruír fazer é calcularpara qual valor "tende'essa
    seusMcíocít1ios. d.e
                      Uth seus     argumentos,  que soma, a esse
                                                            E        valor damos ome de limite
                                                                                    o
                                                      Você podeveúfcáJocomo a.u.tílio ulka caL-
                                                                                         de
                                                      culaáora aplicarafótmula quevocê
                                                                ou                            apreh-
                                                      dct Experitnekte, qualquer
                                                                        De             forma, a con-
                                                      clusã.o Zenãoé apekas
                                                             dÊ                   teórica, corres-
                                                                                          não
                                                     pohdeà iealidnde"
                                                          O êokceíto limite esteve
                                                                       de                presente  ao
                                                      longode toda a históriada MatemáticaeÍoi
                                                     fundamentalparu o desenvolvímento Cál-  do
                                                      culoDiferchcial I tegal assunto hoiese
                                                                      e                   que
                                                      apliú ernínúmeras    árcis cie tífcas,




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l. OsfractaÌs bons
                                                                são    exemplosdeapicação conceto llnì
                                                                                         do        de
                                                       Ì€. Háurn chamado              obtda a pattt de rt)
                                                                        fsponl? l4en7et,
                                                                              de
                                                       cLrbodeste modoidlvdlndo-o 27cubinhos afestas
                                                                                em          de       com
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                                                           tamanrìo arestas nais,
                                                                   das     org    removem a pۍa
                                                                                           se      centra
                                                       Jdo
                                                      do cuboe cada dos6 cubos
                                                                   uÍn                           (ou
                                                                                      decadaface seja,7
                                                                               centrals
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                                                                                        estag -o--,-o
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                                                              cora    uÍrì
                                                      te,ÌndeÍinidamente.
                                                                                   restantes, m pordan
                                                                       Acompanheostrês
                                                                                           € ass
                                                                                     prlmeirosesláq cujo
                                                                                                   os,
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                                                               é                  gerandotodosos estágios



                                                     L.-                È--'             |

                                                      FI
                                                     -.-
                                                                 .,      LtrÈ.-
                                                                         r{Il'{
                                                                                    -   1.


           Isaac Newton e Gottíried Wí[helm
                                                       ìl   .-            8"
                                                                            -!:r'
      Leíb4í2, o primeiro inglês e o segundo
                                                                          Segundoestágio     ÌeÌceiroe5tágio
      alemão,Íora.m' contemporâneos       (sécuh
      XWI) e mesmosem um saber do outro               O paÍadoxo                                    qu€
                                                                  assoclãdoe e é o sequf te: observe a cada
                                                                            a
                                                      estégio perde volume
                                                                    se         coma retlrada cubos, ga
                                                                                            dos        mas
      descobfiramsimulta eamenteosprincí-             nham-se        po
                                                               áreas, s vãoaparecendo veznìais'túneisi
                                                                                          cada
      píos do Cálculo.Nele,asíu ções     ocupam       Vamos  comprová- o.
      um lugar central e seucomportame to é           Chamando a meddada aíe5Ìa cÌai
                                                                 deà                   in
      estudadoe interpretado.A íut1çãopode            a)cacule área docubo ca,
                                                               a     tota         in
      terporÌtosde desconti uidade e ínteressa        b)cãculea área tota após prìÍrìeÍoestág
                                                                               o             oì
                                                      c) coÍnpaÍe-as(qualé maior?);
                                                                          â
      determina.r se eríste um va.[orpa.ra o          d)caculeovo uÍnedaesponja o pr meÌro
                                                                                   após          eÍágioemfun
      qual ela texde queseráo seulimite. Para            ção vo ume
                                                            do        lnicialdo cubo;
      D'Alembert, matefiá.tico íratlc^ do sé'         e)compare'os  (qualéo  mãÌor?).
      culoXWII, a idéia de límíte era a "verda.-      Agorâ, ta Quando número estág tendeâ infln o
                                                             reí           o         de     os           Ìo,
      deíra metafsica do Cálculo', referind.o-        queacontece a área comovo um€da€sponja?
                                                                   cofiì      e
                                                      Ass poderÍìos
                                                          m,          definÌr Esponja lúenger
                                                                             a        de        comoumobl?ro
      seà acejta4o, por pa.rtede algunsmate-                     que
                                                      geamétrìco ten volume eáteainfÌnital
                                                                               zerc
      máticos,de que havia. um estágiointer-
      rhediá,rio entre útua quahtidadeser e         2. .ra dò) oroco"poró e Lode         -.na r'çàoqLad'i-"
      não ser alguma coka, deúdo à idéia de                   que
                                                       magine umadoceiía       qaneRS  2,00 com cadapudnì que
      queuma quantídaãe"tendia"a ufi ralor,           produza (então, é o preço cuÍo de um pld nr).Élãc
                                                                      esse         de
                                                              que
                                                      imdgÌnar a qLrantdâdeplrdlnsvendidos vare
                                                                               de                 pordÌa    de
      mas não chegava atingí-lo. Ma.is taúe,
                         a
                                                      acordo o preço
                                                             com          decada Então,
                                                                                 Lrn       seja.xopíeçodevenda
      aind.a no século XVIII, Augustín:Louís          de um pudiÍÍì suponharnos 05consìJrn
                                                                    e             que            dorescomprem
      Cauchy viria a dar a.oconceitode limite                    (20
                                                      dÌariamente- x)pudÌns€qLreessa      s€jataÍìbémaquantda
      utu carâter arittfiético aíkda maispreci'       de produzlda dlarlamente.
      so,apoiando-sena idéí.ad.e   vizifihakça, e                                       râ
                                                      d '.. e.óae p. do qLe'ep'e.er d q .o "9" .pa d.
                                                         parapÍoduz  rtodosospudÌns serãovendÌdos.
                                                                                    que
      é d.elca dcf,níçao dc limite que tuaís se                            que
                                                      b)Escreva aexpressão Íepresenta    ê quãntlaãrrecadada
                                                                                                          conì
      aprotcimada que seconsiderahoje.                   a vendadlára pudins
                                                                       dos      produzidos.
           Este capítulo propõe uma introd -          c) Expresseo lucroL obudocoma venda ára dospLrdÌns
                                                                                              d             enì
      çíío ao assunto,indugurando nossajor-              função pÊçodevenda cada nì
                                                               do                de      pud
        ada no carhikho de ama Matemática             d) A doc€lra ucíosevender
                                                                  terá              cada rn porR$3,00? por
                                                                                          pld             E
                                                         Ri 21,00? fìque
                                                                 lust
      maís abstrata, tratada deíoma mais
                                                      e) Esbocêqréfco
                                                               o         dafunção lcro obtida tem. no lnteJva
                                                                                              no
      axalítica.                                          o emqueo lucroé  postivo.
                                                      f) Observe, gráfìco,queocoÍe co.no ucro
                                                                 no         o                      q!andoo pre
                                                         ço unÌtário venda pldlnss€aproxlma RS
                                                                    de       dos                   de 20,00, e
                                                         quando seaproximaR$11,00.
                                                                            de




           a
198                                                                                 .
                                                                          lìàÍêmátl(àComêxm
                                                                                          &Aplkàções


ÍlA        idéiaintuiriva timire
                        de
   Vejamos     caso5 queaparecêa informôle
          âlguns   êm           idéia        intLritiva limite.
                                                      de
ExemDlos:
1e)Consideremos região
              uma     quadrada área
                             de    iguala1.Numprimêiro  êstágio,colorimos
                                                                        metade
                                                                             dêla:

                                                 â,rÁ r^l ^ri À r.




                                                                                                       r
     No estágioseguinte,
                       colorimos
                               metadeda regiãoe maismetadêdoque restou:
                                   -
                                   -
                                     I
                                             oanecororida:
                                      lj



     No próximo,
               colorÌmos que haviasidocoloddoemâismetadêdoque restoui
                       o
                                -
                                --'-=i^:Í,^"'.
                                              panê coloíidai

                                           111a1=26"1or,"
                                            2488

     Eassim,
           sucessivâ
                  e indêfìnidamênte, daregião
                                 a área     colorida
                                                   resultantê
                                                           vaitenden-
                                   117
                   como os valores-, :, - váo seâproximando l. Dizemos,
   do a 1,Observemos                                      de
   então,que o ,mite desse              quandoo númerode estágios
                          desenvolvimento,                      tende a     nun<a compì€tâda,
                                                                                será

     infÌnito,écolo
                  rafìguratoda,ouseja,obterumaárea<olorida 1.
                                                     igual
                                                         a
               à        ân         com a, = f, n c lN*,explicitàdà
2e) Consideremosseqüêncìà de númêros                             por:

          111           111                     Itl
     1,
          Z' t' n' ' õ'       ' ee' roo'    ' 9 9 9 ' lo O O ' ' ; '
                                                             t
     i
           que,      que
   Observemos à medidâ n cresce
                              Indêfìnìdamêntê,
                                           o vôlorde vãi5eaproximando,
                                                    -:              vaitendendo,vai
             para      então, quando tende infinito, limite seqüênciaigual O.
   convergindo 0.Dizemos,   que,   n     a         o      da       é     a
3J)Consideremos    exponencialt.. fi, t-f - íl ì'.
            a lunçáo        lR




                          xtendendoumvalor<adavêz
                                  a            maior+f(x)
                                                        tendea
                                                             0




 a
.
GpÍtulo7 lntoduçãoàorlLmlÌês                                                                         199

     Ob5eruemos à medidaque xtende a 0, Í(x)tendeô 1. Notêmos
                  qoê,                                              tambémque,à medidaque x cresce   inde-
     flnldômente, f(x)têndea 0. Podemosentão  dizerqueo limitedêssafunção             para
                                                                          exponencial, xÍendendo a infi-
     nito,é zero.
Observação: todosoi êxemplos
               Em                         quandodizemos n tendêa ìnfìnito,,." "xtendea zêro,..",
                                     ôcima,               "se                  ou                queremos
          q
mostrar ue essas   variávek  estãoseaptoximândo desses"valores"(atênção,infìnitonáoé um númerol)sem,entre-
tanto,serem   iguaisaeles,lssoé especialmenteútilen detêrminadas 5ituaçõesmatemáticas emquesedesejaoblêr
um rêsuìtâdo só ocoffequandoumadeterminada
               quê                                   variávelaprêsenta vàlorque muitasvezes não pode
                                                                      um                      ela
têr (comodissemos,    inÍìnitonão é número), issoa variávêl
                                            Por             "têndea essevalo/',ou seja, variável aproxima
                                                                                      a        se
gradativamentê    dês5ê valor,chêgandotãopertodelequantodesejamos. os resultâdos
                                                                      E             decoÍentesdessasapro-
ximações oslimites.
         sáo
                                                                                                              {
4e) Nocapítulodeste vimosas
               3       livro         hipélboles dentre vimos
                                               e,      elas,     umâhipéÊ
    boìeeqüilátera                            o       que
                   ìmportante, reprêsentâgráfìco exprime relação
                                que                               â
   entre pressãovolume umgás
                 e         de        perfeito, condìçóes
                                             êm           isotérmicas.
   Anâlisando â siÍuação, podemos   pensar:Ê possívelovolume  serzero?
   Orô, uma
        é      situação  imposível. queé algode volume
                                    O                      zero? é uma
                                                                 Essa
   situação interêssante, náoocorre prática, quepodemos
                          que             na        mas             imâgi-
    narteoricamente, Obsêrvandográíìco,
                                   o        vemos quando pressão
                                                   que         a       âü-
    menta tendendo infìnìto volumê
                     a          o         diminui,tendendo zero,
                                                            a     Ponanto,
    para pressãotendendo
        a                    a iníinito,o
                                        limitedovolume  ézero,


       pÍopostos
 ExeKídos
  I " Considefercgãodo plâno
               a              lmtadapeo tràngLro re-   3. Cons a seoüenca =
                                                             dere      a          L.nE     61-
      tánguod€ base e
                    Íxa  gLra 4 cm.Faça altLrÉ se
                             â          a      |                                 n+l
      aprcxirnando3, Ínas nuncâ
                 de      s€Ín     ãtingir3, é,íaça
                                          isto           a) Expiciteessa  seqüéncia,escfev€ndo vâofêspara
                                                                                              os
             tendef 3. CoÍnpete tâbela
      a altuÍa    a            a     dada vefÍque
                                          e                 n = l, 2,3,4,5,..,10,...,    I 000,
                                                                                    100,...,
      para vaof está
           que        tendendoárca
                               €   dessâ ão.
                                         rcg             b) Escrcv€ foma de íìúmero
                                                                    na                decirnaosteÍnosdâse
                                                            qÜência item
                                                                    do      antefof,
                                                         c) Pam queva está
                                                                       of     tendendo seqüência
                                                                                      essa         quândo
                                                                                                        n
                                                           tende  pa|anÍìn to?
                                                       4. Co_s
                                                             dere or; cod. - ìçêoog€r
                                                                 o                  rìicà ll'J - og-

                                                                     que
                                                         al à rnedida xtendea l, f[x] tende    que
                                                                                           p€Ía vâloÌ?
                                                         blà Tedda quex Ìe'ìdepa-a.r'ì v€lorc"d8uel 1.èio-.
                                                            f[x] iendeparaquanto?




  2" 0 queocoÍre, lirnite, a rnedid€ h potenusade
                no      corn        dâ
     umtrânguloretángu semantiverÍnos dâdeurn
                      o              € med
     catetoconstante a do oúro cateto dirninundo
                   e                 for
     tendendo 0 [mas
             a       nlncaiguala0]?                              xtendendo Lrm
                                                                         a   valor
                                                                                 cada maor
                                                                                    vez
.
                                                                                                   MateÍnálkãContexto kades
                                                                                                                  &Ap


Fã Limitesde seqüências
   Vejamosalguns
              exemplos seqüênciasêus
                     de       e    respectivos    (quando
                                            limites     existirem),
le) Rêtomemos
           a seqüéncia..,     poíà, = -L, comn e lN*, explicitadâ
                       deíinida                     ê           por:

   1 r ììr         11111
   '' 2 '3 ' 4's'6'7'A 'g'
                                               1           1     1          '
                                         rO" '1oO"        1oO0" 'n'
   ou,âinda, representaçáo
           em           decima
                             ll
   1;0,5;
        0,333...ì 0,2i
              0,25; 0,16...j
                         O,142;
                             0,125ì ...; ; ..r0,01...;
                                  O,11 O,1       ; 0,001
                                                       ; ...
           que,      quencresce
   Obsêrvemos à medida                   (tendendoa
                              ìndeÍìnidamente    infinito),otermoa": tendea
                                                                  -L      O.Indi-
   camosassiml


   ou,então,
           assim:

                                                          ti,n o
                                                              l=

            limitede f quando tendea ÍnlinÍto iguala 0. Nesse dizemos ô seqüëncia
   que lemos:               n               è               caso    que        converge
   para ouqueo limite seqüênciã0.
       0,            da      é
   Observaçâo:O
           '7   número = 3,1?2857... o,ol
                       I             ê uma -àpÍoxrmdçáodonumero iíacional - l, út sgz...,
                                                                        ,r              isto
   é,é umô aproximação comerro
                      den         àbsolutomenordoque0,0l.Jáont^.ro!:Z;IASZ...naoéu^u
                             V7
   0,001-aproximâção - 3,141592...
                   den
   Demodo   geral,5eeé número
                     um        realpositivo,   quexéuma
                                         dizemos        €-aproximaçáode sóselx y] < €,
                                                                      trsêe
   ou seja, a-a
          uma   proximaçáo y é umâaproximâção y comerro(absohito)
                          de                 de                menor que€,
                                                                     do
   As5im, exemplo
         no        acìma,quandodizemos:
                                                          lim f = o

   êstamos     que,parà
         dizendo       qualquer
                              número positivo dado,
                                   íeal     Ê     sempre po5sível
                                                       é       encontrar teÍmoda
                                                                       um
                /!
   seqüência I a panirdoqualtodos
          I                     ostermos
                                       dessa
                                           seqüêncìa s-a       dêzero porexemplo,
                                                  sáo píoximaçóes    (O).
          n ,/
   setomarmos = 0,1,
            e      têremo,i
                                                ]   o < e q r" n d o n > 1
                                                 nÊ
   ouseja,
                                                1-   6 ç 6 q r6 n 4 q n ; 1
                                                n                             0,1
   ou, ainda:


                                                 lf.o,tou"naon'''o
                  1
   Logo, n > 'ì0,-: é umà0,1-àpíoximàção
       para                          dêzero(0), é,umaaproximãção zero(0)com (absolu-
                                              isto            de           eío
  to)menor que0,1. constataíìsso, verosvâlorêsseqüência:
         do     Para          basta         da

   ,1 1 1 1 1 .I1 1 1111
    '      2'        3'           4'       5'        6'      7'        8'           9'     10'      11'       12'      t3"'
   JJ                    J                 J         J        J         i 'J                         T.I                1
   lr    0,5;         0,333,.;     '
                                 0,25j                                0,125i    Oirrl..;   0,1;   O,O9O9O9;0,03333,.;0,076923,..
(.pítulo . llJroduÍãoaor
       7             imits

                  (4,
2el sejãa seqúèncià )1F N', definidàpor a. - --L                  e explicitadd
                                                                              por:
    1234567                           99        999
    1't '+'i       E 7'e"            r o o ' ' - r o oo "
    ou,emrepresentação      por:
                     dêcimal,
    0,5;
       0,666...; 0,8; 3.; 0,a57 O,A7 ...;
             0,75; 0,83       ...; 5; 0,99; 0,999;
                                          ...j   ,..
    Obsetuemosque,
                 à medidaqueovalorde aumenta, dendo infìnìto,
                                    n        ten   a              I
                                                           ovalorde     tende l. pormais
                                                                             a
                                                                   n+1
    que,observandoseqüência valores
                 a          de             peÍcebâmos crescimento vàl6rs5 --L, q1s3
                                    decimais,       um           nos       6s
                                                                              n+1
    nunca5erão
             maioresque 1,poiso numêradorsempre
                                        é          que
                                               menor o denominador. Assim, valorde I
                                                                         o
                                                                                    n+ l
         sêm     ultra     '1
    cresce nunca pâssar. Indìca âssiml
                                  mos
                                                    n -+ ó= -J1

    ou,atnoâ:                                                                        Um sÌrórrnode"ÌÌmite
                                                                                     da s€qüência 0" é dizer
                                                                                                 é
                                                                                     que â "s€qüência
                                                                                                    conveÌge
                                                                n+l

   quelêmot:limhe --ll, quando
                de            ntendeainÍnìto, ìguâlaL Nesse
                                               é          caso,o
                                                               limite seqüência
                                                                     da      é.ì.
                   n+l
   Vejamos,agora,
               algunscasosemque o limitenãoexisfe,
1P(aso
    Asêqúência(aJi€lN*,coma"=(-1)",explicitadapor-1,1,-1,1,j,...,(-l)n,...,
                                                                          oscita
                                                                               entre tej,não
          paranúmêroalgum,Oíndicen pode crescer
convêÍgindo                                   indefìnjdamente o termo annão5eaproxima ne_
                                                            quê                         de
nhum número.       entâo,quenõoexiste limite,
            Dizemos,                o
    seqúênciâs
             comoessa châmèdas
                     são        diveryentes.
29aâso
    A seqüência 8, I 6, 32,64,.,.,2",.,,nãoconverge
               2,4                                 paranenhumnúmero,   caso, particular,
                                                                   Nesse   em          dizêmo5
que eladivergepara+-.

                                           2": +-
                                      ^lim
    Demodogerâ|,é
                possívelprovarque, à > l,temos:
                               para

                                                                a": +6
                                                         "lim
39<âso
                               -L,               -]. -4-. 9 -19
   Aseqüéncia(a")^€lN_talquea--      exol;ciLàdâpor                ---,                     naoconverge
                              n,l                 2   3   4    5                       -,             Para
nenhumnúmero,
            Nessêcâsoem panicular,
                                 dizemosqueeladivergeparâ @.Assiml




  l. Câlcuei

                             bl                2n + 5l
                                  nlirn. tn' -
202                                                                                                                         .
                                                                                                                  À,latemátka Conlexlo Aolicde!
                                                                                                                                     &


      Resoluçâo:


           A seqüêncê corn = 5 é chanada
                    an    a"           seqúêncÌa     e pode escrta
                                              constanle    ser    assirn: 5, 5, 5,...
                                                                       5,
           Ela       para ouseja:
              convefge 5,

           , , ry_5 =5
           Obsewaç ão:
                     Deroooqeê                 'ì        "-k[o            ì te oe Lna concra é rgual
                                                                                           .e      à


      b) lirn [n3 2n + 5]
           Para cálculo
              o       desseirnite,
                                 usamosm adííciocoocamos emevidénc
                                      !                n3        a                                                      .2
                                                                                                               quanoonrendea&,-
                                             |,ì                   " l-
            l-t ('-2'     -5)-        ir   nlr-                              r    r -"                         tende zerc. mesmo
                                                                                                                   a     O
                                                         -         n)
                                                                                                                        5
                                                    -0       ';
           Logo, m (f3-2n+51 = lrn n3=-
           ObsewaçãoiPode pfovar
                        se      q!e:
           t n a'a      d.7-...-an.-                         l"r ar.rcora,0'
           Conìo cons€qüênc
                         a tenìos
                   a. ér o,
           .   ì     Lb- lr''-                                    n         t.or" +0eb.0ì
             ''^b                ...           b

      cJ hT '- "   - l_               -i+ -              m r-n) --(
        n-,3n'2+2n   n-r               3nr                                                           ,2- 3nr = n3l+
                                  ,_l
      6 n- " 3n+d =
         ;' - 5             lm             n:-L                                                       1t + 2n = n211
                           n ,,            5        j
                                  "
                                                                                                                      ,(,

                             m
                                  tn l
                                  3n3
                                                                                                       3n+5
                                                                                                                  í:-rì           3+-




          propostos
I lxeÍ(iqos      .l
t---_
i !1.Expciteostermos seqüénciss fo|rna mal€
                   das       na      dec                                         {i- Entre seqüénclas
                                                                                           as          abaixo, quais convergentes
                                                                                                             diga     são
            que:
      c0n$aÌe                                                                        e q!a s sãod veruentes
                                                                                                         e justfqLte:
                                                                                     a11,01,0,1,0,
      -3
                                                                                   oâ"=l;l
                 l
      bl     m       =0

                                                                                   d lr 3 l. 3 . l. 3 . | 3 . . . .
                                                                                          23a
      cj a (eqrencrd € '
                  rc"ì                 co-r,^ - ]l      q".
                    '                           2n-l -.
                     l
                  pam .
           converce                                                                ")",=
                                                                                       l-r)
                                                                                   fl r, 2 3,4,5,6,.
                                                                                   g)2,3.5,7, 11, 17,...
                                                                                                  13,
      dJ A . êoüèL" ;J .    Ê N'. coT a^                 :--::..      qLe
                                                                                   hìt     ]t   I I     l
                 para
           converce 4.                                                                 2 4 b 810"      2n
7- Qlandoumâ  seqüéncia dveÍg€pam+ó, escÍeve-
                             an                       8. Cacule vaorcsdossegLtntes
                                                               os               lirnitesr
        nos lin an -ó. e qJaldo dive-ge
                   -                   oa-a-d. es                            -          n+l
            r -                                         al lim 6
        crcvernos     a" =
                n{n*        -                                     l+4n                 5 -n
        NosexercÍciosabaxo, os"vaores" êxprcssões
                           dê        dâs                                    lm
                                                                 2+7n                  2+3n
       al lrn n              dl im 2"                             8n
                                                        cl lim              0l     m   (n' - 2)
       bl lm n'z             e) im [-n]                          2n+3
                                                                 n+5
       c)       ( n5+ 5l                                dJ lm               hl m       [ 2n5+n+]ì
            nlm_                                                 3n+2
                                                                                                        i
Númercsreais como limites de seqüências
    Já estudâmos ãmplìãção conjuntos
               â         dos         numéricos                 (lN)ãtéos reaÈ(lR).Vimos existem
                                                desdeos naturais                       que
ceftosnúmêrosracìonais,         quê
                     como0,333..., sáochamados         peiódìcos.
                                                 dízìmos         Números  dessetipo nãosãodecimais
exâtos,ma5podemservistoscomo "de(imaisinfìnitos", seja,um númerocom infinitascasas
                                                ou                                  decimais,
                                                                                            Vimos
tàmbémquea gerãtriz 0,333...é , poisi
                  dê        _

        N = 0,333...ê10N= 3,333...ê10N= 3 + 0,333...<â = 3 + N ê9N:3
                                                    10N                    (3 N:       I <+N: -

      Essa
         dízìmaperiódica,
                        ou'decimalinfìnito',é obtìdaa partìrdeumaseqúência
                                                                         infinitaS^dê decimais
                                                                                             exatos:
                                               S.:0.3
                                               S,:0,33
                                               53:0,333
                                               5,r 0,3333

                  1
que tende para-. lssoocorreporque,à medidaque n cresce, quantidãde "3" do termo Sntambémcresce,
                                                      a           de
tendendo infìnito(âquântidôdê
          a                  dê'3'). Então5.tendeà dízimâperìódica       quandon tendea infinito.Como
                                                                  0,333...
                     tÌ
a geratriz 0,333... ;,s, tendêa ; quandôn tendêâ infìnito.
         de       é
    Assìm, medidaq-ue índicen ciesce
            à           o             indefÌnidamente,otermo S" vaisetornandocadavezmaispíóxamo    de
'ì
     ouselâ:
Jr
                                            n-.=s"-]



                                              ",T.s"=;
             então,quea seqüência 0,3 0,3 0,3
      Dizemos,                  0,3; 3; 33; 333;...convergepara-L, ôu rem lirniteìguâla ].

      De modogeral,
                  todo númerorâcionalpode
                                        servistocomolimitede seqüências
                                                                      dedecimais
                                                                               exatos,

Èxemplos:
1e) O númeroracional podeservistocomolÍmìteda seq êncÌa stànte0,5;0,5;0,5;...
                   ]                             ü     con
                    2
      O númeroracional     podeservìstocomolimiteda seqüência 0,66; ,666;
                                                             0,6; 0     0,6666;
                                                                              ...
                     ;
      O númêro
             racìonal      podeservistocomolimite seqüência
                                                 dâ      0,41;0,4141ìO,414141ì0,41414141ì.,,

      O número     :i
             racional podêservisto
                   -              comolimite seqüência
                                            da      constante -t; -t; -1; -1,...
                                                            -1;
.
                                                                                                  Malemáti.aconÌexÌo
                                                                                                                  &Aplkàçõer

Um númeroirracional um limiteimportante
                  e
    Ao estudar logaritmos
             os                        1,    que
                        naturais volume vimos a base
                               no                  desses
                                                        logaritmos o número
                                                                 era      irracìonal
e : 2,7182818294...

    A seqüência € lN*,t"fo*"" = (t * 1)", *tá explicìtada
             (a")"                                     abaixo:

                                                                      /          1 o   r     t   tot
               f -iJ,l '- rl,f.;J ,l '.;J ' ,l '.* J
                 JJJJ
                                       f-,;J
                2,0000 2,2500 2,3703 2,4414                                    2,5937       2,7048                             i
                    r         r r" o   /      r   io'        ,         r                      r
                                                                                ì"'
             ' ' ' ' l ''rooJ ' l' '
                             '                              '[''         " Í, sooooJ
                                                                           l'
                                                                                 _ì' ' ""'

                          J                 'o*J                    'ooooJ     J
                        2,7156             2,7169                   2,7141                  2,7142

   Essa                  pois
              é importantq seulimite umdoschamados
       seqüência                   é            limites
                                                      fundamenraii, valor o número
                                                               e seu    é        e,
Atsim:
                .
                                                    ri. ír , -' ì" -
                                                    n+F         n1        "

Obseftâçáo:Limitedaseqüência somadostermosdeuma PGinÍìnita
                                da
Novolume1 destacoleção   estuda mosasseqüências entreelas, progressões
                                                e,        as          geométricas,
                                                                                 Vimostambémque
é possívelobteÍ valor
                um     para soma inÍìnitos
                            a       de      teímos umaPG
                                                   de        quando Íazão fortalqueO < ql< 1.Esse
                                                                   a     q
valoré o limitêdaseqüênciâfoÍmâdãpelâs  somas PG, ocâsiáo,
                                             dâ    Nâ       obtivemosumâÍórmulaque nosdavao'vâlor
da somainfinita".Essevaloré o limitêda somados termosdã PGparao númerode teÍmostendendoao infìnito.

como estudado             a                   termosda PGé dada por s- = 3í.91-a
             anteriormente, somados n primeiros                                                             oaraqualquer
                                                                            qì
razãoexcêtoq=l.Quando0<lq <l,olimitedeq"parantendendoãinfìnitoézero.ÉpossÍvelperceberisso
          o                               =
relembrando gráÍicodà funçãoexponencìalf(x) at para0 < a < 1,assunto
                                                                   tambémestudado volume1:
                                                                                 no




Se liÍn qô = 0 para0 < lql < ì, entào:

                              ,_ à(q" -l)                  à(0-lÌ          a( l) _ à
                             n-_   Ç_t                      q,t            q 1    l_q
que é a fórmulaestudeda
                      anteriormente,




  9" Determ os números
            ne               que
                      racionas sãolirnites seguintes
                                         das      seqüêncies
                                                          elustiíque
                                                                   os:
     al0,6;0,66;0,666;0,6666;... c)0,24;0,2424tA.242424t...
     bl0,9;
          0,99i0,999;
                   0,9999;
                         ...     dl3,3,3,3,3,. .
Gpílulo . lìtmduçáolimitês
      i          aos                                                                           205

Ël Limites Íunções
         de
    No tópicoânteriorvimosos limitesde seq ências;
                                          ü      agoíaêstudaremos que vema sero lìmite umafunção.
                                                                o                    de
Comessê  conceitopodemos descobriÍoque ocoÍe com afunçáonum determinado  ponto,conhêcendo  apenaso
queestáacontecendo  com elanospontos"bêmpróximoí' daquele  determinado,Afunçãonem precisa estardefi-
nidanaquele ponto.Oconcêito limitede umafunçãoé de grandeutilidadeno cálculo
                            de                                               diíerencial,
                                                                                       assunto ser
                                                                                              a
estudado nÍvelsupêrior.
         em

ldéiaintuitiva limitede umaÍunção
              de
    VâmosveÍessa idéiacom algunsexemplo9
lq) Consideremosgráíicoda funçãoÍ lR + lR definidaporf(x) = x - 1.
               o




             que,
   Observemos à medida osvalores seaproximam 4 (sem
                        que        dex             dê               porvalores
                                                           atìngi-lo),             que
                                                                             menores 4
   (pela       ou          maiores 4 (pela
        esquerdâ) porvalores     que     direita), valores f(x)corÍespondentes
                                                os        de                 seaproximam
   cada mais 3.A tabela segujr
       vez    de         a    mostra valores Í(, para
                                    os     de         alguns
                                                           valoresdex:




   Assim, podemos       q
                 escrêvêr uei
   . o limitê f(x)quando
             de        xtendea 4 pelaesquerdaiguala3,ê indicamos
                                            é
                                              f(x) = 3
                                         _lim.
   . o lìmite f(x)quando
            de         xtendea 4 peladireita igualà e indicamos:
                                           é        3,
                                             lim f(x) = 3

   Esses
       limitessãochâmad ti^it", tot"roi, roiosão iguais, duasindicaçóes
                      o,                                as                     podemse resumir
                                                                      ânteriores
   numaúnicâ;                           ",
                                           lim f(x) = 3

   e lêmos          quandoxtende 4é iquala
         limitedeí{x)          a          3.
                                                        (2 x + l)(x -1 )
             a função lR- {l} -t lRdeÍinida f(x) =
   Considêremos     Í                     por

       estudar limitedeÍ(x)quâ x tende 1, ouseja,limf(x).
   Vamos     o                ndo     a
206                                                                                    . conÌ-ÂxÌo
                                                                              l,laÌêmátÌo     &Adkações

   Obseruemos nêstêcãso, funçãonemestádefinidano ponto x : 'ì,
               quê,       â
   ou seja,
          nãoexiste f(1).
   Comox+ l,entãox 1 + 0 e podemos
                                 dividìr
                                       numerôdordenominâ-
                                                e
   dor por(x - 1)obtendo:

                             f(x)=2"*tt**t'

   cujográfìcoestáao lado(aretadá"um salto"parax: ì, poisa funçãonão
   estádefinidanesseponto).Obserue tabelaabaixovaloresde x e f(x)
                                   nà
   próximo5 I e 3, respectivamente
            de

                                                                                                           i
                  0,9 0,99 0,999 0,9999        1,00011.001 L0l t,1
      f{x) =2 x+r 2,4 2 ,9 4 2,994 2,9994      3,00023,002 3.02 3,2

   Quando seaproxìma
         x              gradativam€nte 1,querpela
                                   de            esquerda, pelà
                                                        quer          porém atingi-lo, va-
                                                               diÍeita,    sem        o5
   lores
       correspondentesf(x)seaproximarn vezmais 3. Dizemos
                        de               cada        de        entáoquelimitede f(x)quôndo
                                                                                         x
   tendea1 é iguâì 3 e escrevemos:
                 a
                                              limlf(x):3
   emboraf(l )ìão exìsta.

Definição
    Considêremos o gráfìco função
                          da     f.
             quê
    A medidô osvâlores x seâproximãm de um númêro
                           dê         mais             ã,
pêladireita pela
          e                          o5valores
                esquerda,emconsêqüêncìã,
                         e,                  deí(x)seàpro-
ximam      vez     d€          L,   que
      cada mais umnúmero dizemos o lìmite      def(x)quan-
doxtendea a é igual L e escrevemos:
                   a

                               lìmf(x): L




      Éìmportanteobservarquequandosê
                                   câlculâ         nãoesta
                                                         mosinteressados f(a),mesmo
                                                                        em           queeleexis-
                                          xlimaf(x)
ta, e simno comportamento f(x)quandox seaproxima a, Nesse
                        de                       de               nãohá necessidade o valorx : a
                                                           sentido,               de
pêrtencer domínio de f e, portãnto,
        ôo                        náoé nêcessá que
                                             rio          f(x) sejaigualaf(a). maìorìa limitesimpor-
                                                                             Na      dos
                                                      *lim"
tantes, pontoã nãopenence domínio,
      o                  ao
Exemplos:
1q) Consideremosfunçãof:lR + ìRdefinidapor
               â
   ...    lx' A,parax+2
   Ìtxl = {
          ll,sex:2
   Observemos conformexseaproxìma 2, quet pelôêsquer-
                que,                       de
   da, quer pela dirëita,porém sem atingi-lo,os valoresde f(x) se
   aproxìmam   cadâvezmaisde 0, Então,temos:

                             lim f(x)= 0
         que f(2) = 1.
   NoÌemos
      Logo,limf(x) + f(2).
(.pítulo7 lnÍôduçáoãosllmtes
         .


   Consideremos f:lBr R,defìnidaporf(x)=
            a função                                                   .ujográficoà união duas
                                                                                 e      de   semj-retas.
                                                                                                      "
                                     1, + 2,r",,                  t,
            que,quandoxse
   Obseruemos                 aproxima I pelâ
                                        de      êsquerdô,f(x)se
                                                             aproxÈ
   madê 1.As5im:
                    f(x) = 1 (limitelaterâl esquerda)
                                          à
              _lìnÌ
   E,qlandox seaproxima 1 peladireitâ,f(x)se
                       de                   aproximô 2. Assim:
                                                   de
                         = 2 (lìmite
                                   lateralà
                                          diÍeita)
                rlim,f(x)
   Nessêcaso,        que
             dizemos o limitede f(x)nãoexistequãndoxtende â 1,pois
   05limites direita à esquêrda diferêntes.
           à       e          sáo

ObsêÍvâçáo:  que
          Para exista limite ("lim"f(x)),devem
                     um                        existire iguais limites
                                                      ser    os      lâteraisesquerdà direità,
                                                                           à        eà
tsÌoe:
                               tim f(x) = lim í(x): lim f(x)


        propostos
 Exercícios
 'l L Determ
           ne,'quando
                    existif,
                           o       mâf[x] nosseg!ntes '13. Considefe
                                                                  a íunção R ì R deÍnida
                                                                                       poÍ
                                                                         ii
                               r
                                                                []
                                                                   x,sex+3
     al                                                   (xl=j2|
                                                          .--

                                                                [2,sex=3
           """'.:,i                                       â) Esboce Oráí d€í[x].
                                                                   o   co
                                                          b) Detemì f[3]
                                                                   !ìe
              /
                                                          c) DeÌerrn inì- ftrl e hrn (f).
                                                                   ne
                                                          d) Seexstir,
                                                                     deteffn ovaor de
                                                                           ne                  fcx).
                                                                                          xlirn3
                                                      14. Consd€reÍlnçãoí lR-ì lRdeíndapof
                                                                 a
                                                          .--   h- oarar<:
                                                                I2x,paftx>2
                                                          al Esboce gráftco f(x).
                                                                  o       de
                                                          bl Detefnìine m, ítl e lrn ítx)
                                                           c) S€existIdeieffninevalor
                                                                               o    de rn?f[x).
                                                                                      x
                                                      I 5. Considefea função R + R defnida
                                                                            l:           pof
                                                          .,-   Í3+t.psa+2
                                                           t"'=]opr,.r=,

                                                          6l Esboce gÉÍco def(x)
                                                                   o
                                                          bl Verifqueque m, f(xl + f(2).
                                                                        x
                                                      I6. Considere
                                                                 a funÉof: R --,lRdeÍndapor
1 L Dadâ função + lR,defnidaporf[x] = 3x - l,
         a        f:,R
                                        pfóxirnos
                                                               fx+ l,par ax< 2
    construa tabela
             !ma       atíibuindo
                                axvalofes       de        ftxl= 1a,paËx= 2
    2,íaça géfco e calcue im, f(xl.
           o
                            x                                   13,paÊx>2
'12. Dada função R
         a       f:                                       a) Esboce gráf def[x].
                        {ll-)lR,deÍnidapor                         o   co
    f[xJ= j--+, consÌrua tabe atrìbuindo
                           uma    a        â xvalo-       b) D€teÍnne m" fGl e rm^ ftx)

     Íespóx mos I, façâ gfáÍcoe calcule mÌ f(xl.
               de      o                                  cl Seexsfif,deterÍnìne
                                                                              o vaoÍ            f[x].
                                      r                                                xlirn,
lúatenìát . Comexto
                                                                                            o        &AplkôçÕes



ffi$Propriedades limites
              dos
     O cálculo um limiteíjca
             de            maissimple5 partirde
                                     a           propriedades
                                              suâs         operatórias.

Primeirapropriedade
     O limitêdâ somâé igualà somados lìmites(quando existirem). seja,
                                                               Ou    seexistirem limites
                                                                                os          f(x) : Lr e
                                                                                        xlima
             1,,então:
xlrlìa9(x) -
                                       + gk)l: lim f (x) +     g(x)= L1+1,
                             *lim"If(x)
                                                           "lima                                                  i
Exemplo:
Im( x + J , =
                                   lr


      propriedade
Segunda
     O limitedo produtoé iguâlao pÍodutodos limites(quando          existiÍem). seja, existirem limites
                                                                               Ou   se        os
     f(x): Lre limàg(x)= L,,então:
_lim"
                                                :      f(x)'lrjìà s(x)= L, .1,
,                                lim [f(x).s(x)l
                                                   "lim.
Exenploil
le)        (5x) :      5'     x:5'       x = 5 3 : 15
    xlim-          xlim3 xlim3       xlim3
2q)        ( 3 x) =
    ,l i m ,       J,1",3 J'1",,:3 x|,1",x=3' 2 : 6
     comoconseqüência,5e delâs a função
                             umô       é         constante,
                                                          temos:
                                   fk): L+        k (x)= k        f(x): kL(k€ lR)
                             _lim"          *lim"            _lrlÌ,
     Outrà    conseqüência:
            -       :
      tflx) s(x)l ,lim"If(x) ( l)s(x)l=xlimà + lima(-l)s(x): rlimaf(x)+( 1)',lim"9(x)-
                              +                 (x)
_lim"
= limaíG)-,lim" g(x)

       Ouseja, limiÍe diferençaigualàdifêrençâ limites
                 o      dà        é                 dos       (quândoexistirem).
Ëxêmplos:
] s ) l i m r k'z 2 x):limrx'?- lìml2x= limr (x . x ) 2 . limrx - limrx . limì x -2 . lì mrx =


2 e)xl i m( 4x, 2x+ 1):
          3 -             4x,- lim32x+ l imr l = 4 . 3 . 3 -2 . 3 + l          =3ì
                     ,lìm
    Generalizândo, lR+ lRé aíunçâo
               sel                polinomial nìda
                                            defi       por
                                      :
                                   í(x) a"x" a"-rxn-ì+ . + â2x': arx+ ao
                                           +                  +
    temoslim f(x)= f{a).
                       Eastâ lcular valor umérico função pontoa.
                           ca     o     n       dâ     no
3 e)l i m r ( 2 x3 3x,-, x + 3): 2 . 13 3 . l,
                 +                     +         1+ 3 = 2 + 3 -        1+3=7

Terceirapropriedade
    O limite quociente igualâoquociente limites
            do          é                   dos       (quando existìremquôndoolimite divisorfordiíe-
                                                                        ê           do
rentede 0).Ou seja, existirem
                  se             f(x) : Lr ê      g(x)= Lr,com L, * 0, então:
                             xlimâ           xlimu
                                                   ..   f(x)      L,
                                                  xJa   9(x)      L,
Exemplos:
          ì            llm I
le)   lim 1:          r-4    =::
                      lim x        4    2

         v.-1               lim-{x7.1ì          .). rì
                                                          5
2-'l lim.^
    xi2 x _ I                          t)       2_t       l
                            *t;m-A

3e) lim ^             -:?

      Como lim(x            2) = 0,istoé,olimitedodivkorénulo,não
                                                               podemosâplicara
                                                                            propriedâde
                                                                                     âcimã.
                                                                                          Neste
                                                                                              caso,   i
      devemos
            usarum artifício fazer:
                           e
      x' q            v + 2 )te 4
      x 2                 Lx,-2)
      Então:

       lìm-             :   lim lx+2:2+2=4
      ,-2 x       2


        propostos
 Ixercí<ios
 I7- Cac! e ossegu
                 nteslirnites:                                      el m l^" x, - 3ìro
     al lirn x
                                                                    fl lirn í^+ 2ì5
       rl_9, " '
                                                                    oJ trn
                                       oì rnì Bx + xì                           -
       o *' ' h
                                                                    n.l m
       d ) "! , x '                    -x J r    3 x -1                   ..3
                                                                    DrJr        2X+l
 Ì8. DeteÍnine  osvaores segLrintes
                         dos     lmites
     al           - 2x - 1)
        rlrnr [3x,                                                       xJox3+x,+x+1
       b)r mo[4x3+2x,+x+2)
                                                                          ..        3x'+x+l
       cl mì [x4 x3+ x, + x + 1)                                                       2
         "                                                                          x3+ 2x2+3x+2
       dlrliÍn [2x'z-x+2]                                           tl
              I                                                          "19o2 x " + x ' + 2 x + 4


                      ões contínuas
     Intuitivamente
                  dizemos que umafunçãoé confínudnum ponto a do seudomíniose nesseponto elâ não dá
"saltos'nêmapresenta "furo',Vejamos
                                  âlgunsexemplosl




                                                              A função é cortínuo pontox: a.
                                                                     Í          no
210                                                                                                . ConldÌo Apli.â(ôer
                                                                                         l,latemárka      &




                                                     A lunçào g é descontínua ponto x = a.
                                                                             no
                                                     Seugráficodá um "sâlto"nêsse
                                                                                ponto.




                                                      A funça)o é des.ont[nuo pontox = â.
                                                              h              no                                           ,
                                                      seugrafìcoapresentè "furo"
                                                                          um     nesseponto,
                                                      istoé,ela está
                                                              não      deÍinida   ponto.
                                                                              nesse


    Observemos a íunçãoÍestá defìnida ponto x: a e, portanto,
                 que                      no                       existeí(a).Vemos  tambémque        Í(x)
                                                                                                 rlima
eque      f(x) = í(â).
     xlimã
    A funçãog estádefinidano ponto x = a e, portanto,existeg(â).lúasnáo existe      g(x),poìs,quãndox se
                                                                               ,limu
aproxima â pelaesquerda, limiteé L1e, quandox seaproximã
         de                 o                               dea peladireita, limiteé Lz com Lj + Lr.
                                                                             o
    AÍunçáohnàoestó    definda no pontox: a, ou seja, exi5te
                                                    nAo     h(a),embora  exista lim h(x).

DeÍiniçãode Íunção contínua
      Umafunçãoíécontínuanum pontox = a se,e somentese/asseguintes
                                                                 condiçóes       satisfeitas:
                                                                         êStiverêm

                                               1e)existef{â);
                                               2s)existelim f(x);
                                                                                          A pÍmein condição
                                               3s) lim f{x)= íâ).                         pertence domÍnio I
                                                                                                âo       de

    Quando (oumãis)dessâs
            uma                                  parax: a,dizemosque
                             condições é satisfeita
                                     não                                      afunção    édescontínua ô.em
                     que
    Dizemostambém umaÍunçáocontínua aorjunÍo íorcontínua todos elementos
                                 é        num         se                  em         os              desse con-
junto.üzemos  simplesmenteque funçáo contínuâ
                              uma     é        quando for emtodos pontos seu
                                                        o                   os          do       domínio.
Exemplo5 Íunçôes
         de          <ontínuas:
a )Afun çã o p o linomialí(x)=anxn+an . + a rx 2 + â rx + ã o é c o n t í n u a n o c o n ju n t o lR. Re c o r d à m o s q u e
                                  rxnr+..
   nessêcaso,lim f(x): f(a).
   Éstãoincluídâs a função f(x): ax + b e a funçáo
               aí        aÍim                    quâdrática = ax': bx + c (a+.0).
                                                         f(x)    +
b) A funçãoexponencialR + Rl,f(,
                      f:         = a*(a> 0):




          logaÍítmìtalRÌ J LR, : log,x (a> 0 e a + 1):
c) A função         I        f(x)
(àpítulo7. lnlÌodüçáo llmÌtes
                   ms                                                                zll
           trigonométricâa e co!5eno,lFì lR, = senxeÍ(x): cos
d) Asfunçóes            seno       ft --t f(x)               x:




e) A tunção
          módulo


                                                                                           t
                                    ft lR-ì lR, = lxl
                                              f(x)



f) Afunção enésima
         raiz



             f: lB+ lR, = ú, comnnatural
                      (x)              pogitivo
                   -



g)Afunção




                     í lB - {ol+ lR,defìnidê (x) = 1
                                           por




  Observemos 0 não peítence domínio. função contínua
            que             âo     A       é
  lR- {0}.
         Ponanto,Íé
                  contínua.
h) A função

                                                                - i-
                                      sex > o                 _ _ _ -.I 1     I' i
      Í rR.-+ rR.      norírx) ]4 = .11
                derinida
                       '
                             =
                                                        :          ; ig:
                                x l -l ,sex< o              -T.Éi
                                                                            :l '!l


  Afunçãofdáum'salto"nopontox=0.Ma5oponto0nãopertenceaodomíniodafunção,queélR*=lR-
  Ponanto,lé
           contlnua,
  A função
         tangente



          tn-          + r.'r} rn, ke z,f{x|= x
                                 .om         te
                  {f         -
212                                                                               À4âlêmát. contexto
                                                                                        o         &Aplicçóe5

                                                                                               frÌl
                       todos pontos
   Afunçãotgxécontínuaem    os    doseudomínio.Adúvida  poderia       pontos
                                                              surgirnos
   masesses pertencem domíniodafunçáo.
          não         ao             Logo,Í é contínuâ.
                                                                                              t't
ExemDlos descontinu
         de         idades:
a) Consideremosfuncão
              a




                                                                                                               Í

  Essa nçãonão estádefinidâ parax = I . Portanto,
      fu                                        não existe ). Assìm, pÍìmeira
                                                          f(1       a        condição definiçãonão
                                                                                     da
                Logo, nãoé contínuâ x
  estásatisfeita,   f              em   = 1,emborasejacontínua  paratodosos pontosdo domínio.
b)consideremos funçáodefinidâpor
             a



                                          ]),r" * + l                                    flxl é continua
                                                                                                       €nì
                               [("*l)("
                      Ìlxl:<        x-ì
                               l:,r""=t

      caso, : 3. Portanto, primeira
  Nesse    f(1)              a        condição definição
                                             da         estásatisfeita.
  Alémdisso,liml í(x): 2j logo,a segunda
                                       condiçãotambém estásatisfeita.

      limìflx):2efl1):3;logo, limr íx)* f(l)e, portânto, teÍceira
  l4as                                               â         condição está
                                                                       não   satisfeitã.

  Logo,Ínãoé contínua x = l.
                    em
                                                l
                              poríx)
c) consideíen a funçáoÍdefinida
            os                                          descontinua pontox - l:
                                                                 no
                                                    ,
                                            "


                                                                                    paràtodos os pontosdo




  Nãoexist€ ), poisa Íu nçãonãoestádefinidaparax = 1. Logo,a pÍimêira
            f(1                                                      condição estásatisfeitâ. de fato,
                                                                             não           E,
  Í é descontínua pontox
                no         : l.

d) consideremos fu nçãoao lado,dêrinidâ
              a                        porf(x) = {: *" -: 1
                                                  ll,parax>2

  Obseruamos  queí(2): 2j assim,aprimeiracondiçãoestásâtìsfêita.
  Vejamos quantovalemos limiteslaterais esquerda à direitade f(x)quando
                                       à        e
  x tendea 2.
   lim- íx):2   e lin íx):     I

  Como       f(x) +       f(x),entãonãoexisteo       f(x),Poúãnto, segunda
                                                                 a       condiçãonãoé satisfeita con-
                                                                                               €
                                               xlim,
       "l          "lin1
  cluímos íé descontínua Dontox : 2.
         oue                 no
Qpítulo . lntmduçãoaos
      7           limiÌer                                                                                            213

      propriedades funçôes
Algumas         das      contínuas
    Comoconseqüência propriedadesdos
                     das               limites(l;miteda soma,limitedoproduto,etc.)temosas
                                                                                        proprìedâ-
des dasfunçõescontínuas.
                       Assim, í e
                            se    g sãofunçõescontínuâs um ponto x = a, também sêrãocontínuas
                                                          em
                                          1 (se9(a).
nes5êponÌoarÍuncóesÍ-g,Í-g,kí(k€lB).f9,               o1e9of19çompostacomÍ).

                      deíinição funçãocontínua
    AtercêiÍâcondiçáoda       de              num pontox = a é         f{x) = f(a).Então,
                                                                                        paradeterminar
                                                                 xlimâ
o valordo limitede umafunçáocontínuâquandoxtende a a, bastadeterminarf(â).




  2.Dete[ì]ne os vâlofes se0lntes irnites
                       dos              sabeÍìdo
    qle asfunções contínlras seus
                  são      em    domÍnos
                                   n m {,f                     rì    m iç=í16ì={,iiã=2
                                   sl"lrnri2'f)               -. '.-.-rì          dà     "
                             d hl mì [log, + 7]l
                                         [x3                          loS,(x3 7)l : log,[]3 + 7] = los,8= 3
                                                               hl"lirnr      +
                                 x
                                                               rì     r_ ts"n,     2'j   .Fr - | ,l       | --
                              .I        m isenx+2x l                ,-;                                          "
                                        '-+                                                             t"
                                                                                                           ^ '
                                                             3. trê-lr F:e a r, Çdo
                                                                                  oe,ì oo 0o ,.,    ]'
                                                                                                     l?:e   2
                                                               adrniÌe
                                                                     agLrm  ponto descontinudâde.
                                                                                 de
                                                               Resolução:
     al hrìì Ì'z= fí3ì = 3'): 9                                Se essafunção          alglm pontode descontnu
                                                                               adrnitir
                                                               dade, seÍáx= 2.
                                                                    ele
     bì [nì ]=ff3):      l                                     [,44slirn i(x) = 2 ê lirn l(x] = 2, o queacaffeta

     cl"ima3'=f[4]=34=81                                        lirn Íaì:2=ff2ì.
                                                               Logo, funçãoÍécontínua ponto = 2. Écontínua
                                                                   a                no    x
     dl ims os,x=l(8)=log,8:3                                  também todoo domíinio
                                                                      em            R.
       r




 '| 9.Asíunçôes segursãocontÍnuas sels dornínios
              â                 ern
     DeteÍrn os vaores dos seuslimilesnos pontos
           ne                                                  al lm t2 + cosxl
                                                                 .-:
                                                                                         dl
                                                                                              ' f!4 * r" ì
     al im x3                      fl   lm 2'                  bl"9,i"      - :t         el liÍn t2- . og,xl
     bì   m    oo--^               aì hm fxr+x2+2ì     lì
                                                                          *, * u
                                                               "l,r i.,.uF
     cl lrn cosx                   hl lm        senx
                                     ,-14
                                                            2 I . Exoìcileouando streÍìr. Dontos d€scont
                                                                               ex       os     d€     nuidade
                                                                  dasseguntesíunções:
     0l lTn -'.-
      'x)2                         lm
             x'+2x + 1
                                                               a)(x)=l                   dl ftxl = s€cx
   " el lm xl                                                                                         l
                                                                bl ftx)
 20,4s funções segLrif contÍnuas seusdomÍ
             â      são       ern
                         dos seuslrntes nos
    nios.Determ os valores
               ne
    pontosndicados:
214                                                                                          . Contexto&Aplc!Ões
                                                                                       MaÉmárka


 22. Esboce gÍáÍcode mdâfunção.
           o                     Observe
                                       ondeexis-                         tx + 2)tx 2l
     tem"saltos" gÉÍco e mostre condição deÍ-
               no              qual      da                   a)í(xl =       (x 2l , p a Ê x + 2
     nição está
         não              apontãndo pontos des-
                 sstisíeita,      os     de                              a,P aÉ X -2
     contnuidade:

       -..-         -x-2                                                 x,_9
               ^,
                    x2                                        bl (xl =
                                                                         a,pârãx=3
        -,--   Í(+t,parax<2
          --
               ll paÍ.x>2                                                xt   6x'+1lx-6
               t"?_,_Â                                                                                             i
        ..--   l"   ^ ".se,r+g
       cjÌr!=1    x-3
                5,sex=3

 23. Determ os vaoresd€ a paraos qlais as funções
           ne                                                            0,parax=0
     aba sãocontÍnlas:
        xo



       Um limitemuitoimportante:
       o limite ÍundamentaltrÍgonométrico
      Consideremosfunçáóf:lB* --t lRdeÍinidàpoÍ flx): I
                 a                                                           qualéo valorde:
                                                                e verifiquemos

                                                  ;161!9!J!

             quexseàproxima
      À medida                                           senx
                          nosdoissentidos 0,a funçào
                                       de          f(x):      seaproxima l.
                                                                       de
      A tabelaâbaixofoifeitacom o auxÍliodêumacalculadora, importante
                                                        É            perceber x estáem radiânos,
                                                                            que                pois
x c lB.Sex náoestiver radianos, 1;r JSII
                    em        o                  = 1 6566 yi;1;6e;
                                    ,-0    X
                                              0,1     o,o2           0,01
                                            0,99833 0,19998         0,00999
                                               0,9983   0,99993     o,99994

                  que:
      lssosignifica




      Geometricamente,
                    temos:
(apftrio7 . lnÍoú4ão limites
                   aos                                                                                                                                      215

     observandofigura,
              a          que:
                     vemos
                                                                                     l/
                                                           senx x<toxl0x/j:ì
                                                                     - 
                                                                                                        -
                                                                                                        2J
     Tomando inverso,
            o       obtemosi
                                                  L>f              > l- _ _ L > 1 > 1 9 ! 1
                                                  S enx      x               tgx      Senx             x              senx

     Como x > 0,pois0 < x < +, multiplicamos
        sen     '2                        porsen obtendo:
                                                x,
                                                                              t"n*        taou
                                                                        ,-t

     De mãneiÍaanálogâ,
                      obtemosessaexpressàoquando < x < o.
                                                 -{
                                                    2
     Assim,oara <x< tr x/ o,temos:
               -Í
          '       2
                                       'ì > t"n* >aos*
                        ''


                                                            _            cosx < i!!r             <.ì          l
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                                            :::j-j:, queestá
     Como lim cosx:1e ìim I - l, então Íunção
                                     à                     entre x e l, temtambém
                                                                cos             limiteigualaì
quandox tendeâ 0, ou seja:
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   4. Deteminê valoÍ
             o     de:                                                                                                           lgla
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                   tg x
                                                                                                x+a<=u+o
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      Resolução:

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Cap.7 introdução aos limites

  • 1. t, I gou vamos falar dosparadrnos, gan- sempredcsafioumentesespeculativa.s, o foí lldes desa,fros lógicos, ve2es às apenas jo- "ParadorNoAquiles'.ContaqueAquiles, de um Ãgos depdLatns.Muitas vezes recone- dosheróis guerrade Ttóía,decidíu da aposta.r mos a raciocíníos a.pdrehtemehte coerenteE umacoffid.tl cotuuma taftarugae qaopof ser masqueescond,em contradições dbsurdas, para. maisrápido, pemitiu queelainiciasse corri- a convencetmos alguém queaQoèverdadeiro. da 80m à sualrentaAo serdadaa largadano de Na Filosofra a dialétíca(a arte d.odiá.logo) mesmo é ínterualo tempo queAquiles d,e em per- quepossibi[ita essa argumektação, Paraà.otn, coneuos80 m, a tartaruga deslocou m e se 8 do gregopuâdoksos, kohtrário à opiníãaco- enquahto Aquilesos pefcoftia,a tartaruga. ah- mum",signífrca. eaposiçãa contraditóría, uma dava fiaís 0,8 m, e d.ssím sucessívamente, E argurflentaçào levaa algumacontradigìo. Zenào que concluiu Aquiles que nunca alançaria Nd Geometuia, fgwas impossívek padem a t"z.l'taruga, sempre poís havería pereurso um a noslevara resultados absurdos awiliar e nas cumpúr, menor por quefosse argumentações. Sãoídrkosos desekhos ar- os da Esse paradoxolevouos matemátícos ao tistagrártcohola dêsFÁchet (1898-1972), que conceito delir te Oslaloresacimapodemser co ntrad.izerlt princípios os matemátícos. representadas umaEeqüênci.a" poï Sedoíslddosdeum tuiâtÌgulo detemínatu (80: 0,8: 8; 0,08; já por 0,008...),estudada vocè. um plano,como pod.efiamos os ter parcsdeId- E uma PG deprimeiro teruo 80 e raaio 0,1. dosde um mumo triâtlgulokã.o'coplanares? Obsewe que o compime to do percursod.e Essafguraé umparadotco! Aquílescorresponde somadcsses à terrnose, Zm,ãodeElêa (século a.C.)eraumfih- V como PG é Wfiita' o ,11átimo a quepodemos sofo reconia, paradaxo| que aos pard cottstruír fazer é calcularpara qual valor "tende'essa seusMcíocít1ios. d.e Uth seus argumentos, que soma, a esse E valor damos ome de limite o Você podeveúfcáJocomo a.u.tílio ulka caL- de culaáora aplicarafótmula quevocê ou apreh- dct Experitnekte, qualquer De forma, a con- clusã.o Zenãoé apekas dÊ teórica, corres- não pohdeà iealidnde" O êokceíto limite esteve de presente ao longode toda a históriada MatemáticaeÍoi fundamentalparu o desenvolvímento Cál- do culoDiferchcial I tegal assunto hoiese e que apliú ernínúmeras árcis cie tífcas, ,
  • 2. l. OsfractaÌs bons são exemplosdeapicação conceto llnì do de Ì€. Háurn chamado obtda a pattt de rt) fsponl? l4en7et, de cLrbodeste modoidlvdlndo-o 27cubinhos afestas em de com 1 tamanrìo arestas nais, das org removem a p€ça se centra Jdo do cuboe cada dos6 cubos uÍn (ou decadaface seja,7 centrals ,l do )-.Lbot do.-mo.oo9ÀoaíI. oesse ô estag -o--,-o ..+- -* pÍocesso cada dos20cubos cora uÍrì te,ÌndeÍinidamente. restantes, m pordan Acompanheostrês € ass prlmeirosesláq cujo os, ", 7 pÍocesso repetdoinfinitamente, é gerandotodosos estágios L.- È--' | FI -.- ., LtrÈ.- r{Il'{ - 1. Isaac Newton e Gottíried Wí[helm ìl .- 8" -!:r' Leíb4í2, o primeiro inglês e o segundo Segundoestágio ÌeÌceiroe5tágio alemão,Íora.m' contemporâneos (sécuh XWI) e mesmosem um saber do outro O paÍadoxo qu€ assoclãdoe e é o sequf te: observe a cada a estégio perde volume se coma retlrada cubos, ga dos mas descobfiramsimulta eamenteosprincí- nham-se po áreas, s vãoaparecendo veznìais'túneisi cada píos do Cálculo.Nele,asíu ções ocupam Vamos comprová- o. um lugar central e seucomportame to é Chamando a meddada aíe5Ìa cÌai deà in estudadoe interpretado.A íut1çãopode a)cacule área docubo ca, a tota in terporÌtosde desconti uidade e ínteressa b)cãculea área tota após prìÍrìeÍoestág o oì c) coÍnpaÍe-as(qualé maior?); â determina.r se eríste um va.[orpa.ra o d)caculeovo uÍnedaesponja o pr meÌro após eÍágioemfun qual ela texde queseráo seulimite. Para ção vo ume do lnicialdo cubo; D'Alembert, matefiá.tico íratlc^ do sé' e)compare'os (qualéo mãÌor?). culoXWII, a idéia de límíte era a "verda.- Agorâ, ta Quando número estág tendeâ infln o reí o de os Ìo, deíra metafsica do Cálculo', referind.o- queacontece a área comovo um€da€sponja? cofiì e Ass poderÍìos m, definÌr Esponja lúenger a de comoumobl?ro seà acejta4o, por pa.rtede algunsmate- que geamétrìco ten volume eáteainfÌnital zerc máticos,de que havia. um estágiointer- rhediá,rio entre útua quahtidadeser e 2. .ra dò) oroco"poró e Lode -.na r'çàoqLad'i-" não ser alguma coka, deúdo à idéia de que magine umadoceiía qaneRS 2,00 com cadapudnì que queuma quantídaãe"tendia"a ufi ralor, produza (então, é o preço cuÍo de um pld nr).Élãc esse de que imdgÌnar a qLrantdâdeplrdlnsvendidos vare de pordÌa de mas não chegava atingí-lo. Ma.is taúe, a acordo o preço com decada Então, Lrn seja.xopíeçodevenda aind.a no século XVIII, Augustín:Louís de um pudiÍÍì suponharnos 05consìJrn e que dorescomprem Cauchy viria a dar a.oconceitode limite (20 dÌariamente- x)pudÌns€qLreessa s€jataÍìbémaquantda utu carâter arittfiético aíkda maispreci' de produzlda dlarlamente. so,apoiando-sena idéí.ad.e vizifihakça, e râ d '.. e.óae p. do qLe'ep'e.er d q .o "9" .pa d. parapÍoduz rtodosospudÌns serãovendÌdos. que é d.elca dcf,níçao dc limite que tuaís se que b)Escreva aexpressão Íepresenta ê quãntlaãrrecadada conì aprotcimada que seconsiderahoje. a vendadlára pudins dos produzidos. Este capítulo propõe uma introd - c) Expresseo lucroL obudocoma venda ára dospLrdÌns d enì çíío ao assunto,indugurando nossajor- função pÊçodevenda cada nì do de pud ada no carhikho de ama Matemática d) A doc€lra ucíosevender terá cada rn porR$3,00? por pld E Ri 21,00? fìque lust maís abstrata, tratada deíoma mais e) Esbocêqréfco o dafunção lcro obtida tem. no lnteJva no axalítica. o emqueo lucroé postivo. f) Observe, gráfìco,queocoÍe co.no ucro no o q!andoo pre ço unÌtário venda pldlnss€aproxlma RS de dos de 20,00, e quando seaproximaR$11,00. de a
  • 3. 198 . lìàÍêmátl(àComêxm &Aplkàções ÍlA idéiaintuiriva timire de Vejamos caso5 queaparecêa informôle âlguns êm idéia intLritiva limite. de ExemDlos: 1e)Consideremos região uma quadrada área de iguala1.Numprimêiro êstágio,colorimos metade dêla: â,rÁ r^l ^ri À r. r No estágioseguinte, colorimos metadeda regiãoe maismetadêdoque restou: - - I oanecororida: lj No próximo, colorÌmos que haviasidocoloddoemâismetadêdoque restoui o - --'-=i^:Í,^"'. panê coloíidai 111a1=26"1or," 2488 Eassim, sucessivâ e indêfìnidamênte, daregião a área colorida resultantê vaitenden- 117 como os valores-, :, - váo seâproximando l. Dizemos, do a 1,Observemos de então,que o ,mite desse quandoo númerode estágios desenvolvimento, tende a nun<a compì€tâda, será infÌnito,écolo rafìguratoda,ouseja,obterumaárea<olorida 1. igual a à ân com a, = f, n c lN*,explicitàdà 2e) Consideremosseqüêncìà de númêros por: 111 111 Itl 1, Z' t' n' ' õ' ' ee' roo' ' 9 9 9 ' lo O O ' ' ; ' t i que, que Observemos à medidâ n cresce Indêfìnìdamêntê, o vôlorde vãi5eaproximando, -: vaitendendo,vai para então, quando tende infinito, limite seqüênciaigual O. convergindo 0.Dizemos, que, n a o da é a 3J)Consideremos exponencialt.. fi, t-f - íl ì'. a lunçáo lR xtendendoumvalor<adavêz a maior+f(x) tendea 0 a
  • 4. . GpÍtulo7 lntoduçãoàorlLmlÌês 199 Ob5eruemos à medidaque xtende a 0, Í(x)tendeô 1. Notêmos qoê, tambémque,à medidaque x cresce inde- flnldômente, f(x)têndea 0. Podemosentão dizerqueo limitedêssafunção para exponencial, xÍendendo a infi- nito,é zero. Observação: todosoi êxemplos Em quandodizemos n tendêa ìnfìnito,,." "xtendea zêro,..", ôcima, "se ou queremos q mostrar ue essas variávek estãoseaptoximândo desses"valores"(atênção,infìnitonáoé um númerol)sem,entre- tanto,serem iguaisaeles,lssoé especialmenteútilen detêrminadas 5ituaçõesmatemáticas emquesedesejaoblêr um rêsuìtâdo só ocoffequandoumadeterminada quê variávelaprêsenta vàlorque muitasvezes não pode um ela têr (comodissemos, inÍìnitonão é número), issoa variávêl Por "têndea essevalo/',ou seja, variável aproxima a se gradativamentê dês5ê valor,chêgandotãopertodelequantodesejamos. os resultâdos E decoÍentesdessasapro- ximações oslimites. sáo { 4e) Nocapítulodeste vimosas 3 livro hipélboles dentre vimos e, elas, umâhipéÊ boìeeqüilátera o que ìmportante, reprêsentâgráfìco exprime relação que â entre pressãovolume umgás e de perfeito, condìçóes êm isotérmicas. Anâlisando â siÍuação, podemos pensar:Ê possívelovolume serzero? Orô, uma é situação imposível. queé algode volume O zero? é uma Essa situação interêssante, náoocorre prática, quepodemos que na mas imâgi- narteoricamente, Obsêrvandográíìco, o vemos quando pressão que a âü- menta tendendo infìnìto volumê a o diminui,tendendo zero, a Ponanto, para pressãotendendo a a iníinito,o limitedovolume ézero, pÍopostos ExeKídos I " Considefercgãodo plâno a lmtadapeo tràngLro re- 3. Cons a seoüenca = dere a L.nE 61- tánguod€ base e Íxa gLra 4 cm.Faça altLrÉ se â a | n+l aprcxirnando3, Ínas nuncâ de s€Ín ãtingir3, é,íaça isto a) Expiciteessa seqüéncia,escfev€ndo vâofêspara os tendef 3. CoÍnpete tâbela a altuÍa a a dada vefÍque e n = l, 2,3,4,5,..,10,..., I 000, 100,..., para vaof está que tendendoárca € dessâ ão. rcg b) Escrcv€ foma de íìúmero na decirnaosteÍnosdâse qÜência item do antefof, c) Pam queva está of tendendo seqüência essa quândo n tende pa|anÍìn to? 4. Co_s dere or; cod. - ìçêoog€r o rìicà ll'J - og- que al à rnedida xtendea l, f[x] tende que p€Ía vâloÌ? blà Tedda quex Ìe'ìdepa-a.r'ì v€lorc"d8uel 1.èio-. f[x] iendeparaquanto? 2" 0 queocoÍre, lirnite, a rnedid€ h potenusade no corn dâ umtrânguloretángu semantiverÍnos dâdeurn o € med catetoconstante a do oúro cateto dirninundo e for tendendo 0 [mas a nlncaiguala0]? xtendendo Lrm a valor cada maor vez
  • 5. . MateÍnálkãContexto kades &Ap Fã Limitesde seqüências Vejamosalguns exemplos seqüênciasêus de e respectivos (quando limites existirem), le) Rêtomemos a seqüéncia.., poíà, = -L, comn e lN*, explicitadâ deíinida ê por: 1 r ììr 11111 '' 2 '3 ' 4's'6'7'A 'g' 1 1 1 ' rO" '1oO" 1oO0" 'n' ou,âinda, representaçáo em decima ll 1;0,5; 0,333...ì 0,2i 0,25; 0,16...j O,142; 0,125ì ...; ; ..r0,01...; O,11 O,1 ; 0,001 ; ... que, quencresce Obsêrvemos à medida (tendendoa ìndeÍìnidamente infinito),otermoa": tendea -L O.Indi- camosassiml ou,então, assim: ti,n o l= limitede f quando tendea ÍnlinÍto iguala 0. Nesse dizemos ô seqüëncia que lemos: n è caso que converge para ouqueo limite seqüênciã0. 0, da é Observaçâo:O '7 número = 3,1?2857... o,ol I ê uma -àpÍoxrmdçáodonumero iíacional - l, út sgz..., ,r isto é,é umô aproximação comerro den àbsolutomenordoque0,0l.Jáont^.ro!:Z;IASZ...naoéu^u V7 0,001-aproximâção - 3,141592... den Demodo geral,5eeé número um realpositivo, quexéuma dizemos €-aproximaçáode sóselx y] < €, trsêe ou seja, a-a uma proximaçáo y é umâaproximâção y comerro(absohito) de de menor que€, do As5im, exemplo no acìma,quandodizemos: lim f = o êstamos que,parà dizendo qualquer número positivo dado, íeal Ê sempre po5sível é encontrar teÍmoda um /! seqüência I a panirdoqualtodos I ostermos dessa seqüêncìa s-a dêzero porexemplo, sáo píoximaçóes (O). n ,/ setomarmos = 0,1, e têremo,i ] o < e q r" n d o n > 1 nÊ ouseja, 1- 6 ç 6 q r6 n 4 q n ; 1 n 0,1 ou, ainda: lf.o,tou"naon'''o 1 Logo, n > 'ì0,-: é umà0,1-àpíoximàção para dêzero(0), é,umaaproximãção zero(0)com (absolu- isto de eío to)menor que0,1. constataíìsso, verosvâlorêsseqüência: do Para basta da ,1 1 1 1 1 .I1 1 1111 ' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' t3"' JJ J J J J i 'J T.I 1 lr 0,5; 0,333,.; ' 0,25j 0,125i Oirrl..; 0,1; O,O9O9O9;0,03333,.;0,076923,..
  • 6. (.pítulo . llJroduÍãoaor 7 imits (4, 2el sejãa seqúèncià )1F N', definidàpor a. - --L e explicitadd por: 1234567 99 999 1't '+'i E 7'e" r o o ' ' - r o oo " ou,emrepresentação por: dêcimal, 0,5; 0,666...; 0,8; 3.; 0,a57 O,A7 ...; 0,75; 0,83 ...; 5; 0,99; 0,999; ...j ,.. Obsetuemosque, à medidaqueovalorde aumenta, dendo infìnìto, n ten a I ovalorde tende l. pormais a n+1 que,observandoseqüência valores a de peÍcebâmos crescimento vàl6rs5 --L, q1s3 decimais, um nos 6s n+1 nunca5erão maioresque 1,poiso numêradorsempre é que menor o denominador. Assim, valorde I o n+ l sêm ultra '1 cresce nunca pâssar. Indìca âssiml mos n -+ ó= -J1 ou,atnoâ: Um sÌrórrnode"ÌÌmite da s€qüência 0" é dizer é que â "s€qüência conveÌge n+l quelêmot:limhe --ll, quando de ntendeainÍnìto, ìguâlaL Nesse é caso,o limite seqüência da é.ì. n+l Vejamos,agora, algunscasosemque o limitenãoexisfe, 1P(aso Asêqúência(aJi€lN*,coma"=(-1)",explicitadapor-1,1,-1,1,j,...,(-l)n,..., oscita entre tej,não paranúmêroalgum,Oíndicen pode crescer convêÍgindo indefìnjdamente o termo annão5eaproxima ne_ quê de nhum número. entâo,quenõoexiste limite, Dizemos, o seqúênciâs comoessa châmèdas são diveryentes. 29aâso A seqüência 8, I 6, 32,64,.,.,2",.,,nãoconverge 2,4 paranenhumnúmero, caso, particular, Nesse em dizêmo5 que eladivergepara+-. 2": +- ^lim Demodogerâ|,é possívelprovarque, à > l,temos: para a": +6 "lim 39<âso -L, -]. -4-. 9 -19 Aseqüéncia(a")^€lN_talquea-- exol;ciLàdâpor ---, naoconverge n,l 2 3 4 5 -, Para nenhumnúmero, Nessêcâsoem panicular, dizemosqueeladivergeparâ @.Assiml l. Câlcuei bl 2n + 5l nlirn. tn' -
  • 7. 202 . À,latemátka Conlexlo Aolicde! & Resoluçâo: A seqüêncê corn = 5 é chanada an a" seqúêncÌa e pode escrta constanle ser assirn: 5, 5, 5,... 5, Ela para ouseja: convefge 5, , , ry_5 =5 Obsewaç ão: Deroooqeê 'ì "-k[o ì te oe Lna concra é rgual .e à b) lirn [n3 2n + 5] Para cálculo o desseirnite, usamosm adííciocoocamos emevidénc ! n3 a .2 quanoonrendea&,- |,ì " l- l-t ('-2' -5)- ir nlr- r r -" tende zerc. mesmo a O - n) 5 -0 '; Logo, m (f3-2n+51 = lrn n3=- ObsewaçãoiPode pfovar se q!e: t n a'a d.7-...-an.- l"r ar.rcora,0' Conìo cons€qüênc a tenìos a. ér o, . ì Lb- lr''- n t.or" +0eb.0ì ''^b ... b cJ hT '- " - l_ -i+ - m r-n) --( n-,3n'2+2n n-r 3nr ,2- 3nr = n3l+ ,_l 6 n- " 3n+d = ;' - 5 lm n:-L 1t + 2n = n211 n ,, 5 j " ,(, m tn l 3n3 3n+5 í:-rì 3+- propostos I lxeÍ(iqos .l t---_ i !1.Expciteostermos seqüénciss fo|rna mal€ das na dec {i- Entre seqüénclas as abaixo, quais convergentes diga são que: c0n$aÌe e q!a s sãod veruentes e justfqLte: a11,01,0,1,0, -3 oâ"=l;l l bl m =0 d lr 3 l. 3 . l. 3 . | 3 . . . . 23a cj a (eqrencrd € ' rc"ì co-r,^ - ]l q". ' 2n-l -. l pam . converce ")",= l-r) fl r, 2 3,4,5,6,. g)2,3.5,7, 11, 17,... 13, dJ A . êoüèL" ;J . Ê N'. coT a^ :--::.. qLe hìt ]t I I l para converce 4. 2 4 b 810" 2n
  • 8. 7- Qlandoumâ seqüéncia dveÍg€pam+ó, escÍeve- an 8. Cacule vaorcsdossegLtntes os lirnitesr nos lin an -ó. e qJaldo dive-ge - oa-a-d. es - n+l r - al lim 6 crcvernos a" = n{n* - l+4n 5 -n NosexercÍciosabaxo, os"vaores" êxprcssões dê dâs lm 2+7n 2+3n al lrn n dl im 2" 8n cl lim 0l m (n' - 2) bl lm n'z e) im [-n] 2n+3 n+5 c) ( n5+ 5l dJ lm hl m [ 2n5+n+]ì nlm_ 3n+2 i Númercsreais como limites de seqüências Já estudâmos ãmplìãção conjuntos â dos numéricos (lN)ãtéos reaÈ(lR).Vimos existem desdeos naturais que ceftosnúmêrosracìonais, quê como0,333..., sáochamados peiódìcos. dízìmos Números dessetipo nãosãodecimais exâtos,ma5podemservistoscomo "de(imaisinfìnitos", seja,um númerocom infinitascasas ou decimais, Vimos tàmbémquea gerãtriz 0,333...é , poisi dê _ N = 0,333...ê10N= 3,333...ê10N= 3 + 0,333...<â = 3 + N ê9N:3 10N (3 N: I <+N: - Essa dízìmaperiódica, ou'decimalinfìnito',é obtìdaa partìrdeumaseqúência infinitaS^dê decimais exatos: S.:0.3 S,:0,33 53:0,333 5,r 0,3333 1 que tende para-. lssoocorreporque,à medidaque n cresce, quantidãde "3" do termo Sntambémcresce, a de tendendo infìnito(âquântidôdê a dê'3'). Então5.tendeà dízimâperìódica quandon tendea infinito.Como 0,333... tÌ a geratriz 0,333... ;,s, tendêa ; quandôn tendêâ infìnito. de é Assìm, medidaq-ue índicen ciesce à o indefÌnidamente,otermo S" vaisetornandocadavezmaispíóxamo de 'ì ouselâ: Jr n-.=s"-] ",T.s"=; então,quea seqüência 0,3 0,3 0,3 Dizemos, 0,3; 3; 33; 333;...convergepara-L, ôu rem lirniteìguâla ]. De modogeral, todo númerorâcionalpode servistocomolimitede seqüências dedecimais exatos, Èxemplos: 1e) O númeroracional podeservistocomolÍmìteda seq êncÌa stànte0,5;0,5;0,5;... ] ü con 2 O númeroracional podeservìstocomolimiteda seqüência 0,66; ,666; 0,6; 0 0,6666; ... ; O númêro racìonal podeservistocomolimite seqüência dâ 0,41;0,4141ìO,414141ì0,41414141ì.,, O número :i racional podêservisto - comolimite seqüência da constante -t; -t; -1; -1,... -1;
  • 9. . Malemáti.aconÌexÌo &Aplkàçõer Um númeroirracional um limiteimportante e Ao estudar logaritmos os 1, que naturais volume vimos a base no desses logaritmos o número era irracìonal e : 2,7182818294... A seqüência € lN*,t"fo*"" = (t * 1)", *tá explicìtada (a")" abaixo: / 1 o r t tot f -iJ,l '- rl,f.;J ,l '.;J ' ,l '.* J JJJJ f-,;J 2,0000 2,2500 2,3703 2,4414 2,5937 2,7048 i r r r" o / r io' , r r ì"' ' ' ' ' l ''rooJ ' l' ' ' '['' " Í, sooooJ l' _ì' ' ""' J 'o*J 'ooooJ J 2,7156 2,7169 2,7141 2,7142 Essa pois é importantq seulimite umdoschamados seqüência é limites fundamenraii, valor o número e seu é e, Atsim: . ri. ír , -' ì" - n+F n1 " Obseftâçáo:Limitedaseqüência somadostermosdeuma PGinÍìnita da Novolume1 destacoleção estuda mosasseqüências entreelas, progressões e, as geométricas, Vimostambémque é possívelobteÍ valor um para soma inÍìnitos a de teímos umaPG de quando Íazão fortalqueO < ql< 1.Esse a q valoré o limitêdaseqüênciâfoÍmâdãpelâs somas PG, ocâsiáo, dâ Nâ obtivemosumâÍórmulaque nosdavao'vâlor da somainfinita".Essevaloré o limitêda somados termosdã PGparao númerode teÍmostendendoao infìnito. como estudado a termosda PGé dada por s- = 3í.91-a anteriormente, somados n primeiros oaraqualquer qì razãoexcêtoq=l.Quando0<lq <l,olimitedeq"parantendendoãinfìnitoézero.ÉpossÍvelperceberisso o = relembrando gráÍicodà funçãoexponencìalf(x) at para0 < a < 1,assunto tambémestudado volume1: no Se liÍn qô = 0 para0 < lql < ì, entào: ,_ à(q" -l) à(0-lÌ a( l) _ à n-_ Ç_t q,t q 1 l_q que é a fórmulaestudeda anteriormente, 9" Determ os números ne que racionas sãolirnites seguintes das seqüêncies elustiíque os: al0,6;0,66;0,666;0,6666;... c)0,24;0,2424tA.242424t... bl0,9; 0,99i0,999; 0,9999; ... dl3,3,3,3,3,. .
  • 10. Gpílulo . lìtmduçáolimitês i aos 205 Ël Limites Íunções de No tópicoânteriorvimosos limitesde seq ências; ü agoíaêstudaremos que vema sero lìmite umafunção. o de Comessê conceitopodemos descobriÍoque ocoÍe com afunçáonum determinado ponto,conhêcendo apenaso queestáacontecendo com elanospontos"bêmpróximoí' daquele determinado,Afunçãonem precisa estardefi- nidanaquele ponto.Oconcêito limitede umafunçãoé de grandeutilidadeno cálculo de diíerencial, assunto ser a estudado nÍvelsupêrior. em ldéiaintuitiva limitede umaÍunção de VâmosveÍessa idéiacom algunsexemplo9 lq) Consideremosgráíicoda funçãoÍ lR + lR definidaporf(x) = x - 1. o que, Observemos à medida osvalores seaproximam 4 (sem que dex dê porvalores atìngi-lo), que menores 4 (pela ou maiores 4 (pela esquerdâ) porvalores que direita), valores f(x)corÍespondentes os de seaproximam cada mais 3.A tabela segujr vez de a mostra valores Í(, para os de alguns valoresdex: Assim, podemos q escrêvêr uei . o limitê f(x)quando de xtendea 4 pelaesquerdaiguala3,ê indicamos é f(x) = 3 _lim. . o lìmite f(x)quando de xtendea 4 peladireita igualà e indicamos: é 3, lim f(x) = 3 Esses limitessãochâmad ti^it", tot"roi, roiosão iguais, duasindicaçóes o, as podemse resumir ânteriores numaúnicâ; ", lim f(x) = 3 e lêmos quandoxtende 4é iquala limitedeí{x) a 3. (2 x + l)(x -1 ) a função lR- {l} -t lRdeÍinida f(x) = Considêremos Í por estudar limitedeÍ(x)quâ x tende 1, ouseja,limf(x). Vamos o ndo a
  • 11. 206 . conÌ-ÂxÌo l,laÌêmátÌo &Adkações Obseruemos nêstêcãso, funçãonemestádefinidano ponto x : 'ì, quê, â ou seja, nãoexiste f(1). Comox+ l,entãox 1 + 0 e podemos dividìr numerôdordenominâ- e dor por(x - 1)obtendo: f(x)=2"*tt**t' cujográfìcoestáao lado(aretadá"um salto"parax: ì, poisa funçãonão estádefinidanesseponto).Obserue tabelaabaixovaloresde x e f(x) nà próximo5 I e 3, respectivamente de i 0,9 0,99 0,999 0,9999 1,00011.001 L0l t,1 f{x) =2 x+r 2,4 2 ,9 4 2,994 2,9994 3,00023,002 3.02 3,2 Quando seaproxìma x gradativam€nte 1,querpela de esquerda, pelà quer porém atingi-lo, va- diÍeita, sem o5 lores correspondentesf(x)seaproximarn vezmais 3. Dizemos de cada de entáoquelimitede f(x)quôndo x tendea1 é iguâì 3 e escrevemos: a limlf(x):3 emboraf(l )ìão exìsta. Definição Considêremos o gráfìco função da f. quê A medidô osvâlores x seâproximãm de um númêro dê mais ã, pêladireita pela e o5valores esquerda,emconsêqüêncìã, e, deí(x)seàpro- ximam vez d€ L, que cada mais umnúmero dizemos o lìmite def(x)quan- doxtendea a é igual L e escrevemos: a lìmf(x): L Éìmportanteobservarquequandosê câlculâ nãoesta mosinteressados f(a),mesmo em queeleexis- xlimaf(x) ta, e simno comportamento f(x)quandox seaproxima a, Nesse de de nãohá necessidade o valorx : a sentido, de pêrtencer domínio de f e, portãnto, ôo náoé nêcessá que rio f(x) sejaigualaf(a). maìorìa limitesimpor- Na dos *lim" tantes, pontoã nãopenence domínio, o ao Exemplos: 1q) Consideremosfunçãof:lR + ìRdefinidapor â ... lx' A,parax+2 Ìtxl = { ll,sex:2 Observemos conformexseaproxìma 2, quet pelôêsquer- que, de da, quer pela dirëita,porém sem atingi-lo,os valoresde f(x) se aproxìmam cadâvezmaisde 0, Então,temos: lim f(x)= 0 que f(2) = 1. NoÌemos Logo,limf(x) + f(2).
  • 12. (.pítulo7 lnÍôduçáoãosllmtes . Consideremos f:lBr R,defìnidaporf(x)= a função .ujográficoà união duas e de semj-retas. " 1, + 2,r",, t, que,quandoxse Obseruemos aproxima I pelâ de êsquerdô,f(x)se aproxÈ madê 1.As5im: f(x) = 1 (limitelaterâl esquerda) à _lìnÌ E,qlandox seaproxima 1 peladireitâ,f(x)se de aproximô 2. Assim: de = 2 (lìmite lateralà diÍeita) rlim,f(x) Nessêcaso, que dizemos o limitede f(x)nãoexistequãndoxtende â 1,pois 05limites direita à esquêrda diferêntes. à e sáo ObsêÍvâçáo: que Para exista limite ("lim"f(x)),devem um existire iguais limites ser os lâteraisesquerdà direità, à eà tsÌoe: tim f(x) = lim í(x): lim f(x) propostos Exercícios 'l L Determ ne,'quando existif, o mâf[x] nosseg!ntes '13. Considefe a íunção R ì R deÍnida poÍ ii r [] x,sex+3 al (xl=j2| .-- [2,sex=3 """'.:,i â) Esboce Oráí d€í[x]. o co b) Detemì f[3] !ìe / c) DeÌerrn inì- ftrl e hrn (f). ne d) Seexstir, deteffn ovaor de ne fcx). xlirn3 14. Consd€reÍlnçãoí lR-ì lRdeíndapof a .-- h- oarar<: I2x,paftx>2 al Esboce gráftco f(x). o de bl Detefnìine m, ítl e lrn ítx) c) S€existIdeieffninevalor o de rn?f[x). x I 5. Considefea função R + R defnida l: pof .,- Í3+t.psa+2 t"'=]opr,.r=, 6l Esboce gÉÍco def(x) o bl Verifqueque m, f(xl + f(2). x I6. Considere a funÉof: R --,lRdeÍndapor 1 L Dadâ função + lR,defnidaporf[x] = 3x - l, a f:,R pfóxirnos fx+ l,par ax< 2 construa tabela !ma atíibuindo axvalofes de ftxl= 1a,paËx= 2 2,íaça géfco e calcue im, f(xl. o x 13,paÊx>2 '12. Dada função R a f: a) Esboce gráf def[x]. {ll-)lR,deÍnidapor o co f[xJ= j--+, consÌrua tabe atrìbuindo uma a â xvalo- b) D€teÍnne m" fGl e rm^ ftx) Íespóx mos I, façâ gfáÍcoe calcule mÌ f(xl. de o cl Seexsfif,deterÍnìne o vaoÍ f[x]. r xlirn,
  • 13. lúatenìát . Comexto o &AplkôçÕes ffi$Propriedades limites dos O cálculo um limiteíjca de maissimple5 partirde a propriedades suâs operatórias. Primeirapropriedade O limitêdâ somâé igualà somados lìmites(quando existirem). seja, Ou seexistirem limites os f(x) : Lr e xlima 1,,então: xlrlìa9(x) - + gk)l: lim f (x) + g(x)= L1+1, *lim"If(x) "lima i Exemplo: Im( x + J , = lr propriedade Segunda O limitedo produtoé iguâlao pÍodutodos limites(quando existiÍem). seja, existirem limites Ou se os f(x): Lre limàg(x)= L,,então: _lim" : f(x)'lrjìà s(x)= L, .1, , lim [f(x).s(x)l "lim. Exenploil le) (5x) : 5' x:5' x = 5 3 : 15 xlim- xlim3 xlim3 xlim3 2q) ( 3 x) = ,l i m , J,1",3 J'1",,:3 x|,1",x=3' 2 : 6 comoconseqüência,5e delâs a função umô é constante, temos: fk): L+ k (x)= k f(x): kL(k€ lR) _lim" *lim" _lrlÌ, Outrà conseqüência: - : tflx) s(x)l ,lim"If(x) ( l)s(x)l=xlimà + lima(-l)s(x): rlimaf(x)+( 1)',lim"9(x)- + (x) _lim" = limaíG)-,lim" g(x) Ouseja, limiÍe diferençaigualàdifêrençâ limites o dà é dos (quândoexistirem). Ëxêmplos: ] s ) l i m r k'z 2 x):limrx'?- lìml2x= limr (x . x ) 2 . limrx - limrx . limì x -2 . lì mrx = 2 e)xl i m( 4x, 2x+ 1): 3 - 4x,- lim32x+ l imr l = 4 . 3 . 3 -2 . 3 + l =3ì ,lìm Generalizândo, lR+ lRé aíunçâo sel polinomial nìda defi por : í(x) a"x" a"-rxn-ì+ . + â2x': arx+ ao + + temoslim f(x)= f{a). Eastâ lcular valor umérico função pontoa. ca o n dâ no 3 e)l i m r ( 2 x3 3x,-, x + 3): 2 . 13 3 . l, + + 1+ 3 = 2 + 3 - 1+3=7 Terceirapropriedade O limite quociente igualâoquociente limites do é dos (quando existìremquôndoolimite divisorfordiíe- ê do rentede 0).Ou seja, existirem se f(x) : Lr ê g(x)= Lr,com L, * 0, então: xlimâ xlimu .. f(x) L, xJa 9(x) L,
  • 14. Exemplos: ì llm I le) lim 1: r-4 =:: lim x 4 2 v.-1 lim-{x7.1ì .). rì 5 2-'l lim.^ xi2 x _ I t) 2_t l *t;m-A 3e) lim ^ -:? Como lim(x 2) = 0,istoé,olimitedodivkorénulo,não podemosâplicara propriedâde âcimã. Neste caso, i devemos usarum artifício fazer: e x' q v + 2 )te 4 x 2 Lx,-2) Então: lìm- : lim lx+2:2+2=4 ,-2 x 2 propostos Ixercí<ios I7- Cac! e ossegu nteslirnites: el m l^" x, - 3ìro al lirn x fl lirn í^+ 2ì5 rl_9, " ' oJ trn oì rnì Bx + xì - o *' ' h n.l m d ) "! , x ' -x J r 3 x -1 ..3 DrJr 2X+l Ì8. DeteÍnine osvaores segLrintes dos lmites al - 2x - 1) rlrnr [3x, xJox3+x,+x+1 b)r mo[4x3+2x,+x+2) .. 3x'+x+l cl mì [x4 x3+ x, + x + 1) 2 " x3+ 2x2+3x+2 dlrliÍn [2x'z-x+2] tl I "19o2 x " + x ' + 2 x + 4 ões contínuas Intuitivamente dizemos que umafunçãoé confínudnum ponto a do seudomíniose nesseponto elâ não dá "saltos'nêmapresenta "furo',Vejamos âlgunsexemplosl A função é cortínuo pontox: a. Í no
  • 15. 210 . ConldÌo Apli.â(ôer l,latemárka & A lunçào g é descontínua ponto x = a. no Seugráficodá um "sâlto"nêsse ponto. A funça)o é des.ont[nuo pontox = â. h no , seugrafìcoapresentè "furo" um nesseponto, istoé,ela está não deÍinida ponto. nesse Observemos a íunçãoÍestá defìnida ponto x: a e, portanto, que no existeí(a).Vemos tambémque Í(x) rlima eque f(x) = í(â). xlimã A funçãog estádefinidano ponto x = a e, portanto,existeg(â).lúasnáo existe g(x),poìs,quãndox se ,limu aproxima â pelaesquerda, limiteé L1e, quandox seaproximã de o dea peladireita, limiteé Lz com Lj + Lr. o AÍunçáohnàoestó definda no pontox: a, ou seja, exi5te nAo h(a),embora exista lim h(x). DeÍiniçãode Íunção contínua Umafunçãoíécontínuanum pontox = a se,e somentese/asseguintes condiçóes satisfeitas: êStiverêm 1e)existef{â); 2s)existelim f(x); A pÍmein condição 3s) lim f{x)= íâ). pertence domÍnio I âo de Quando (oumãis)dessâs uma parax: a,dizemosque condições é satisfeita não afunção édescontínua ô.em que Dizemostambém umaÍunçáocontínua aorjunÍo íorcontínua todos elementos é num se em os desse con- junto.üzemos simplesmenteque funçáo contínuâ uma é quando for emtodos pontos seu o os do domínio. Exemplo5 Íunçôes de <ontínuas: a )Afun çã o p o linomialí(x)=anxn+an . + a rx 2 + â rx + ã o é c o n t í n u a n o c o n ju n t o lR. Re c o r d à m o s q u e rxnr+.. nessêcaso,lim f(x): f(a). Éstãoincluídâs a função f(x): ax + b e a funçáo aí aÍim quâdrática = ax': bx + c (a+.0). f(x) + b) A funçãoexponencialR + Rl,f(, f: = a*(a> 0): logaÍítmìtalRÌ J LR, : log,x (a> 0 e a + 1): c) A função I f(x)
  • 16. (àpítulo7. lnlÌodüçáo llmÌtes ms zll trigonométricâa e co!5eno,lFì lR, = senxeÍ(x): cos d) Asfunçóes seno ft --t f(x) x: e) A tunção módulo t ft lR-ì lR, = lxl f(x) f) Afunção enésima raiz f: lB+ lR, = ú, comnnatural (x) pogitivo - g)Afunção í lB - {ol+ lR,defìnidê (x) = 1 por Observemos 0 não peítence domínio. função contínua que âo A é lR- {0}. Ponanto,Íé contínua. h) A função - i- sex > o _ _ _ -.I 1 I' i Í rR.-+ rR. norírx) ]4 = .11 derinida ' = : ; ig: x l -l ,sex< o -T.Éi :l '!l Afunçãofdáum'salto"nopontox=0.Ma5oponto0nãopertenceaodomíniodafunção,queélR*=lR- Ponanto,lé contlnua, A função tangente tn- + r.'r} rn, ke z,f{x|= x .om te {f -
  • 17. 212 À4âlêmát. contexto o &Aplicçóe5 frÌl todos pontos Afunçãotgxécontínuaem os doseudomínio.Adúvida poderia pontos surgirnos masesses pertencem domíniodafunçáo. não ao Logo,Í é contínuâ. t't ExemDlos descontinu de idades: a) Consideremosfuncão a Í Essa nçãonão estádefinidâ parax = I . Portanto, fu não existe ). Assìm, pÍìmeira f(1 a condição definiçãonão da Logo, nãoé contínuâ x estásatisfeita, f em = 1,emborasejacontínua paratodosos pontosdo domínio. b)consideremos funçáodefinidâpor a ]),r" * + l flxl é continua €nì [("*l)(" Ìlxl:< x-ì l:,r""=t caso, : 3. Portanto, primeira Nesse f(1) a condição definição da estásatisfeita. Alémdisso,liml í(x): 2j logo,a segunda condiçãotambém estásatisfeita. limìflx):2efl1):3;logo, limr íx)* f(l)e, portânto, teÍceira l4as â condição está não satisfeitã. Logo,Ínãoé contínua x = l. em l poríx) c) consideíen a funçáoÍdefinida os descontinua pontox - l: no , " paràtodos os pontosdo Nãoexist€ ), poisa Íu nçãonãoestádefinidaparax = 1. Logo,a pÍimêira f(1 condição estásatisfeitâ. de fato, não E, Í é descontínua pontox no : l. d) consideremos fu nçãoao lado,dêrinidâ a porf(x) = {: *" -: 1 ll,parax>2 Obseruamos queí(2): 2j assim,aprimeiracondiçãoestásâtìsfêita. Vejamos quantovalemos limiteslaterais esquerda à direitade f(x)quando à e x tendea 2. lim- íx):2 e lin íx): I Como f(x) + f(x),entãonãoexisteo f(x),Poúãnto, segunda a condiçãonãoé satisfeita con- € xlim, "l "lin1 cluímos íé descontínua Dontox : 2. oue no
  • 18. Qpítulo . lntmduçãoaos 7 limiÌer 213 propriedades funçôes Algumas das contínuas Comoconseqüência propriedadesdos das limites(l;miteda soma,limitedoproduto,etc.)temosas proprìedâ- des dasfunçõescontínuas. Assim, í e se g sãofunçõescontínuâs um ponto x = a, também sêrãocontínuas em 1 (se9(a). nes5êponÌoarÍuncóesÍ-g,Í-g,kí(k€lB).f9, o1e9of19çompostacomÍ). deíinição funçãocontínua AtercêiÍâcondiçáoda de num pontox = a é f{x) = f(a).Então, paradeterminar xlimâ o valordo limitede umafunçáocontínuâquandoxtende a a, bastadeterminarf(â). 2.Dete[ì]ne os vâlofes se0lntes irnites dos sabeÍìdo qle asfunções contínlras seus são em domÍnos n m {,f rì m iç=í16ì={,iiã=2 sl"lrnri2'f) -. '.-.-rì dà " d hl mì [log, + 7]l [x3 loS,(x3 7)l : log,[]3 + 7] = los,8= 3 hl"lirnr + x rì r_ ts"n, 2'j .Fr - | ,l | -- .I m isenx+2x l ,-; " '-+ t" ^ ' 3. trê-lr F:e a r, Çdo oe,ì oo 0o ,., ]' l?:e 2 adrniÌe agLrm ponto descontinudâde. de Resolução: al hrìì Ì'z= fí3ì = 3'): 9 Se essafunção alglm pontode descontnu adrnitir dade, seÍáx= 2. ele bì [nì ]=ff3): l [,44slirn i(x) = 2 ê lirn l(x] = 2, o queacaffeta cl"ima3'=f[4]=34=81 lirn Íaì:2=ff2ì. Logo, funçãoÍécontínua ponto = 2. Écontínua a no x dl ims os,x=l(8)=log,8:3 também todoo domíinio em R. r '| 9.Asíunçôes segursãocontÍnuas sels dornínios â ern DeteÍrn os vaores dos seuslimilesnos pontos ne al lm t2 + cosxl .-: dl ' f!4 * r" ì al im x3 fl lm 2' bl"9,i" - :t el liÍn t2- . og,xl bì m oo--^ aì hm fxr+x2+2ì lì *, * u "l,r i.,.uF cl lrn cosx hl lm senx ,-14 2 I . Exoìcileouando streÍìr. Dontos d€scont ex os d€ nuidade dasseguntesíunções: 0l lTn -'.- 'x)2 lm x'+2x + 1 a)(x)=l dl ftxl = s€cx " el lm xl l bl ftx) 20,4s funções segLrif contÍnuas seusdomÍ â são ern dos seuslrntes nos nios.Determ os valores ne pontosndicados:
  • 19. 214 . Contexto&Aplc!Ões MaÉmárka 22. Esboce gÍáÍcode mdâfunção. o Observe ondeexis- tx + 2)tx 2l tem"saltos" gÉÍco e mostre condição deÍ- no qual da a)í(xl = (x 2l , p a Ê x + 2 nição está não apontãndo pontos des- sstisíeita, os de a,P aÉ X -2 contnuidade: -..- -x-2 x,_9 ^, x2 bl (xl = a,pârãx=3 -,-- Í(+t,parax<2 -- ll paÍ.x>2 xt 6x'+1lx-6 t"?_,_ i ..-- l" ^ ".se,r+g cjÌr!=1 x-3 5,sex=3 23. Determ os vaoresd€ a paraos qlais as funções ne 0,parax=0 aba sãocontÍnlas: xo Um limitemuitoimportante: o limite ÍundamentaltrÍgonométrico Consideremosfunçáóf:lB* --t lRdeÍinidàpoÍ flx): I a qualéo valorde: e verifiquemos ;161!9!J! quexseàproxima À medida senx nosdoissentidos 0,a funçào de f(x): seaproxima l. de A tabelaâbaixofoifeitacom o auxÍliodêumacalculadora, importante É perceber x estáem radiânos, que pois x c lB.Sex náoestiver radianos, 1;r JSII em o = 1 6566 yi;1;6e; ,-0 X 0,1 o,o2 0,01 0,99833 0,19998 0,00999 0,9983 0,99993 o,99994 que: lssosignifica Geometricamente, temos:
  • 20. (apftrio7 . lnÍoú4ão limites aos 215 observandofigura, a que: vemos l/ senx x<toxl0x/j:ì - - 2J Tomando inverso, o obtemosi L>f > l- _ _ L > 1 > 1 9 ! 1 S enx x tgx Senx x senx Como x > 0,pois0 < x < +, multiplicamos sen '2 porsen obtendo: x, t"n* taou ,-t De mãneiÍaanálogâ, obtemosessaexpressàoquando < x < o. -{ 2 Assim,oara <x< tr x/ o,temos: -Í ' 2 'ì > t"n* >aos* '' _ cosx < i!!r <.ì l v^v lim cosx: I lim 1 :1 :::j-j:, queestá Como lim cosx:1e ìim I - l, então Íunção à entre x e l, temtambém cos limiteigualaì quandox tendeâ 0, ou seja: ., senx _ 4. Deteminê valoÍ o de: lgla í cl lm ' Iì "- senx 2) âl lim 3x .- + dl lim 2 - xJ0 íÍ- ' ,r x cosx/ ì- r+ "" ro x ' . ir xi ocosx - r sen4x l91r dl NesÌe Íazernos x - a então caso, u: b l "9 o 2x .- + el liÍn x = u + a , e v e mo s o u e : 2 2 tg x x+a<=u+o "l ,lTo 2 Resolução: senx ít sen^ì 2) 'i-o 3x -03 lm ) .. ì senÌ ^ I l --+ 1l 2 xro3 xeo x 3 3 el Ìlxl = e comnlan0 ponÌo ^ÌunÇêo - sen4x ,. í sen4^ 4ì x-a r-0 4x 2) 2 2x sen -ínì I 2 ,. sen4x r_r r 21 xeo 4X r+0