Limite e Continuidade Profa. Marli Noção Intuitiva Sucessões numéricas Dizemos que: 1, 2, 3, 4, 5, .... Os termos torna-se cada vez maior sem atingir um limite x + 1 2 3 4 5 , , , , ,..... 2 3 4 5 6 Os números aproximam-se cada vez mais de 1, sem nunca atingir esse valor x1 1, 0, -1, -2, -3, ... Os termos torna-se cada vez menor sem atingir um limite x - 3 5 6 1, ,3, ,5, ,7,... 2 4 7 Os termos oscilam sem tender a um limite Limites Intuitivos < < (c ) (b ) (d ) (a ) (b ) (c ) (b ) = (d ) (d ) (a) > (c) (a ) (a ) lim f ( x) 0 (a ) lim f ( x) (a ) lim f ( x) 0 (b) lim f ( x) 1 (b) lim f ( x) (b) lim f ( x) entre[1,1] (c) lim f ( x) (c) lim f ( x) 0 (c) lim f ( x) (d ) lim f ( x) 0 (d ) lim f ( x) entre[1,1] x 0 x 0 x (d ) lim f ( x) x x 0 x 0 x x x 0 x 0 x x (b ) (a) lim f ( x) 0 x 1 (b) lim f ( x) x (a ) Definição de Limites • Seja f(x) definida em um intervalo aberto em torno de a (um número real), exceto talvez em a. c a d • Dizemos que f(x) tem limite L quando x tende a a e escrevemos Figures 1: Um intervalo aberto de raio 3 em torno de x0 = 5 estará dentro do intervalo aberto (2, 10). Figures 1.13: Um lim f ( x) L x a se para todo > 0, existe um número correspondente > 0 , tal que |x-a|< |f(x)-L|< , para todos os valores de x. Figura 1.11: Relação entre e na definição de limite. Propriedades dos Limites • Se L, M, a, c são números reais e n inteiro lim x a f ( x) L e lim g ( x) M , x a • Regra da soma(subtração): lim f ( x) g ( x) lim f ( x) lim g ( x) L M xa xa xa • Regra do Produto: lim f ( x). g ( x) lim f ( x). lim g ( x) L.M xa xa xa • Regra da multiplicação por escalar: lim c. f ( x) c . lim f ( x) c.L xa xa • Regra do quociente: f ( x) L f ( x) lim x a lim x a g ( x) lim g ( x) M x a • Regra da potencia: lim f ( x) (lim f ( x)) L n x a n n x a • Regra da raíz lim n f ( x) n lim f ( x) n L x a x a se lim f ( x) L 0, n é impar. xa • Regra do logaritmo: lim logc ( f ( x)) logc (lim f ( x)) xa xa logc L se lim f ( x) 0 xa • Regra do seno(o mesmo vale para o cosseno) lim sen f ( x) sen( lim f ( x)) sen L xa xa • Regra da exponencial: lim c xa f ( x) c lim f ( x ) xa c L Limites de Funções Polinomiais Teorema 2 – Os Limites de Funções Polinomiais podem ser obtidos por Substituição: Se P( x) an x an1 x n n1 ... a0 então lim n n 1 P( x) P(c) a n c a n 1c ... a0 . xc Exemplo – Limite de Uma Função Polinomial lim 3x 5 4x x x 2 4 2 x 2 3 (2) 4 (2) (2) (2) 2 3 (32) 4 16 4 2 2 96 64 4 2 2 32 5 4 2 Limites de Funções Racionais Teorema 3 – Os Limites de Funções Racionais podem ser obtidos por Substituição, caso o limite do denominador não seja zero: Se P(x) e Q(x) são polinômios e Q (c ) 0 então lim P( x) P (c ) x c Q( x) Q (c ) , Exemplo – Limite de Uma Função Racional x 4 x 3 (1) 4(1) 3 0 0 2 2 x 5 (1) 5 6 3 lim x 1 2 3 2 Exemplo 3 – Cancelando um Fator Comum x x2 2 x x 2 lim x 1 Solução: Não podemos substituir x = 1 porque isso resulta em um denominador zero. Testamos o numerador para ver se este também é zero em x = 1. Também é, portanto apresenta o fator (x – 1) em comum com o denominador. Cancelar o (x – 1) resulta em uma fração mais simples, com os mesmos valores da original para x 1: x x 2 ( x 1)(x 2) x 2 2 x x x( x 1) x 2 Se x 1 Usando a fração simplificada, obtemos o limite desses valores quando x 1 por substituição: x x2 x 2 1 2 lim 3 2 x x x 1 x 1 2 lim x 1 2h2 h( 2 h 2 ) h h( 2 h 2 ) 1 2h 2 Fator comum de h. Cancelar h para h 0. Então, lim h 0 2h 2 lim h h0 1 1 20 2 2 2 1 2h 2