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Cálculo diferencial e Integra I – Prof.ª Ivete Baraldi 1 LIMITES DE FUNÇÃO 1 – Noção intuitiva 1 – Seja f(x) = x + 1; D(f) = R. Vamos analisar o que acontece com f(x) quando x assume valores cada vez mais próximos de 2. x f(x) = x + 1 1,9 2,9 1,98 2,98 1,99 2,99 1,99999 2,99999 2,1 3,1 2,01 3,01 2,0001 3,0001 2,00001 3,00001 Valores maiores do que 2 Valores menores do que 2 Verificamos que quando x → 2 (x tende a 2), temos f(x) → 3 (f(x) tendendo a 3), o que equivale a dizer: “PARA x BASTANTE PRÓXIMO DE 2, f(x) ESTARÁ TÃO PRÓXIMA DE 3 QUANTO DESEJARMOS.” ∴ lim x + 1 = 3 lim x + 1 = 3 x→2- x→2+ valores menores do que 2 valores maiores do que 2 Graficamente 3)1(lim 2 =+∴ → x x 2 – S Vam eja f(x) = 1, 1 )12( ≠− + x x x . os analisar o que acontece com f(x) quando x .1→ Cálculo diferencial e Integra I – Prof.ª Ivete Baraldi 2 3 – A função y = x2 + 3x – 2 tende para ∞+ quando ±∞→x . 4 – A figura nos mostra o gráfico da função . )1( 1 2+= xy O que acontece quando x tende para -1. Exercício: seja f(x) a função definida pelo gráfico. Intuitivamente, encontre se existir: a) )()()( )()()( limlimlim limlimlim 4 333 xfxfxf xfxfxf xxx xxx →∞+→∞−→ →→→ +− Cálculo diferencial e Integra I – Prof.ª Ivete Baraldi 3 b) )()( )()()( limlim limlimlim 222 xfxf xfxfxf xx xxx ∞+→∞−→ −→−→−→ +− c) )()()( )()()( limlimlim limlimlim 2 000 xfxfxf xfxfxf xxx xxx →∞+→∞−→ →→→ +− d) )()( )()()( limlim limlimlim 122 xfxf xfxfxf xx xxx ∞+→∞−→ →→→ +− e) )()( )()()( limlim limlimlim 111 xfxf xfxfxf xx xxx ∞+→∞−→ →→→ +− 2 – Definição formal de limite Intuitivamente, dizemos que uma função f(x) tem limite L quando x tende para a, se é possível tornar f(x) arbitrariamente próximo de L, desde que tomemos valores de x, x ≠ a suficientemente próximos de a. De uma maneira formal, temos: Cálculo diferencial e Integra I – Prof.ª Ivete Baraldi 4 Seja f(x) definida num intervalo aberto I, contendo a, exceto, possivelmente, no próprio a. dizemos que o limite de f(x) quando x aproxima-se de a é L e escrevemos se, para todo ε > 0, existe δ > 0, tal que |f(x) – L| < ε sempre 0 < |x – a| < δ. Lxf ax = → )(lim Exemplos: usando a definição provar que: a) b) 2)13(lim 1 =− → x x 162 4 lim =→ xx Exercício: Dado o limite abaixo, determinar um número δ para o ε dado tal que | f(x) – L | < ε sempre que 0 < | x – a | < δ. 01,0;8)42(lim 2 ==+ → εx x 3 – Proposição – Unicidade do limite 4 – Propriedades dos limites Anteriormente, usamos a definição de limite para provar que um dado número era limite de uma função. Foi um processo relativamente simples para funções de 1º e 2º graus. No entanto, pode se tornar bastante complicado para funções mais elaboradas. As propriedades a seguir podem ser usadas para acharmos muitos limites sem apelar para a definição. Proposição: Se a, m e n são números reais, então nmanmx ax +=+ → )(lim . Proposição: Se e existem, e c é um número real qualquer, então: )(lim xf ax→ )(lim xg ax→ a) )(lim)(lim)]()([lim xgxfxgxf axaxax →→→ ±=± Exemplo: Cálculo diferencial e Integra I – Prof.ª Ivete Baraldi 5 b) )(lim.)(.lim xfcxfc axax →→ = Exemplo: 102.5lim.55lim 22 === →→ xx xx c) )(lim).(lim)]().([lim xgxfxgxf axaxax →→→ = Exemplo: d) )(lim )(lim )( )(lim xg xf xg xf ax ax ax → → → = Exemplo: e) Exemplo: f) Exemplo: g) Exemplo: h) Exemplo: i) Exemplo: Cálculo diferencial e Integra I – Prof.ª Ivete Baraldi 6 Limite de uma função polinomial para ±∞→x Seja a função polinomial . Então: Demonstração: Mas: Logo: De forma análoga, para , temos: Exemplos: Exercícios 1 – Calcular os limites usando as propriedades estudadas: 15 65))92())4() ]cotcos2[)32) 13 4) ])2()4[())26())573() 23 32 3 4 2 3 42 13 1 45 1 2 0 limlimlim limlimlim limlimlim ++ −+−+ +−+− + ++++−−− −∞→∞→→ →→→ − −→−→→ xx xxixxhxeg gxxsenxfxe x xd xxcxxbxxa xx x x xxx xxx π 2 – Encontrar x senx x 1.2 0 lim→ . 1 1 Use o teorema do confronto: “Se f(x) ≤ h(x) ≤ g(x) para todo x em um intervalo aberto contendo a, exceto possivelmente em x = a, e se .)(,)()( limlimlim LxhentãoxgLxf axaxax === →→→ LIMITES DE FUNÇÃO Graficamente