Limites Fundamentais Para o estudo dos limites fundamentais é útil conhecer e saber aplicar as propriedades dos limites, que são: 1) O limite de uma constante é a própria constante: lim K = K com K ∈ R
x →a
Exemplo:
lim 7 = 7
x →−2
2) O limite da soma ou diferença é igual a soma ou diferença dos limites, caso estes limites existam: lim [ f ( x ) ± g ( x)] = lim f ( x ) ± lim g ( x )
x →a
x →a
x →a
Exemplo:
3) O limite do produto é o produto dos limites, caso estes limites existam: lim [ f ( x) ⋅ g ( x)] = lim f ( x) ⋅ lim g ( x)
x →a
Exemplo:
x →a
x →a
4) O limite do quociente é igual ao quociente dos limites, caso estes limites existam: lim f ( x) f ( x) x → a = lim g ( x ) x → a g ( x) lim
x →a
Exemplo:
5) O limite da potência de uma função f(x) é igual à potência do limite da função, caso esse exista:
lim
x →a
[ f ( x )] n
n
= lim f ( x) x →a
com
n ∈N *
Exemplo:
6) O limite de uma constante vezes uma função é igual à constante vezes o limite da função, caso esse limite exista: lim [ K . f ( x)] = K ⋅ lim f ( x)
x →a
x →a
7) O limite da raiz enésima de uma função é a raiz enésima do limite da função: lim n f ( x ) = n lim f ( x ) com n ∈N * e f ( x ) ≥ 0 se x →a
x →a
Exemplo:
n for par
Limites Fundamentais: 1º Limite Fundamental: “Se x é um arco em radianos e sen x é a medida do seno desse arco; então quando o arco x tender a zero, o limite da divisão do valor de seno de x pela medida do arco x será igual a 1”
sen x =1 x →0 x lim
Intuitivamente isto pode ser percebido da seguinte forma: Seja x um arco em radianos, cuja medida seja próxima de zero, digamos x = 0,0001 rad. Nestas condições, o valor de senx será igual a sen 0,0001 = 0,00009999, (obtido numa calculadora científica). Efetuando-se o quociente, vem:
sen x 0,00009999 = x 0,0001
= 0,99999 = 1
. Quanto mais próximo de zero for o arco x, mais o valor do quociente
sen x se aproximará x
do valor 1, caracterizando-se aí, a noção intuitiva de limite de uma função. Observe o cálculo abaixo: sen 4 x 4. sen 4 x 4 sen u sen u = lim = lim = 4. lim = 4.1 = 4 x 4.x u x →0 x →0 x →0 x →0 u lim
Observe que fizemos acima, uma mudança de variável, colocando 4x = u, de modo a cairmos num limite fundamental. Verifique também que ao multiplicarmos numerador e denominador da função dada por 4, a expressão não se altera. Veja outro exemplo: sen 3 x 0 = = ? então, aplicando o 1º fundamental temos: x 0 x →0 lim
multiplicando o numerador e o denominador por 3 temos: 3 sen 3 x sen 3 x . = 3. lim =1 x 3x x →0 3 lim
Exercícios propostos: 1- lim
1 − cos x
x →0
3x
2
tg 3 x = x →0 2 x
=
2- lim
1 + cos x = cox x →0
3- lim
2º Limite Fundamental:
x
1 lim 1 + = e x x →∞
onde e = 2,71828 ... nº de Euler
x
1 A tabela abaixo mostra os valores de 1 + a medida em que o valor de x “tende” a ser
muito grande, ou seja x (1+1/x)x
1 2
x
x→ ∞
2 5 10 50 100 200 300 500 1000 5000 2,25 2,48832 2,59374 2,69159 2,70481 2,71152 2,71377 2,71557 2,71692 2,71801
Veja o exemplo:
Exercícios propostos: 1− x
x
3 1- lim 1 + = x →∞
2 2- lim 1 +
x
x →∞
3º Limite Fundamental: “ Seja um valor exponencial
bx
x
=
, onde b é a base, positiva e
diferente de 1. Sendo x o expoente, um numero real qualquer temos que: se o número x x tender a zero então a expressão b −1 assumirá o valor de ln b .
x
b x −1 = ln b x x →0 lim
x De forma intuitiva, observe o que ocorre com o valor da expressão 2 −1 a medida em que
x
o valor de x se aproxima de zero pela direita, ou seja vamos calcular: 2 x −1 x x →0 + lim
x 0,5
2 x −1 x 0,82843
0,4 0,2 0,1 0,05 0,02 0,01 0,001 0,0001
0,79877 0,74349 0,71773 0,7053 0,69797 0,69556 0,69339 0,69317
Observe que o valor 0,69317 é igual a ln 2 = 0,69317 Exercícios propostos: 6x − 4x = x x →0
b x −1 = ln b x x →0
1- lim
3º Fundamental: lim
x 1 2- lim 1 + = x →∞
Conseqüências dos Fundamentais:
2x
e x −1 = x →0 5 x
a) lim
3- lim
x →0
e x −1 =1 x x →0
e x −1 4- lim = faça ... dividir x →0 sen x N ( x ) e D ( x ) por x
b) lim
ln(1 + x) 2 5- lim = x x →0
c) lim
ln( z + 1) =1 z z →0
e x −1 = faça ... x x →0
6- lim
e x −1 = z ⇒e x = z +1 ⇒ x = ln( z +1)
seguir divida por z Resumo sen x =1 x →0 x
1º Fundamental: lim
x
1 2º Fundamental: lim 1 + = e x →∞
cos x − 1 =0 x
x
a