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Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará – UNIFESSPA Minicurso de Calculo Professor: Jailson C. Paz Assunto: Noções de Limite 1 Fatoração: 1.1 Fator comum: 1.2 Diferença de dois quadrados: 1.3 Trinômio quadrado perfeito – Soma: 1.4 Trinômio quadrado perfeito – Diferença: 1.5 Cubo perfeito – Soma: 1.6 Cubo perfeito – Diferença: 1.7 Soma de dois cubos: 1.8 Diferença de dois cubos: 2 Identidades trigonométricas 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 2 ² 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 3 Limite Considere a função . Esta função está definida para todo , isto é, qualquer que seja o número real x, o valor de f(x) esta bem definido. Exemplo: se então . Dizemos que a imagem de é o valor . Considere agora uma outra função . Esta função está definida para todo . Isto significa que não podemos estabelecer uma imagem quando x assume o valor 1. Como a variável x não pode assumir o valor de 1 na função g, vamos estudar o comportamento desta função quando x está muito próximo de 1, em outra palavras, queremos responder a seguinte pergunta: Qual o comportamento da função g quando x assume valores muito próximos (ou numa vizinhança) de 1, porém diferentes de 1? A princípio o estudo do limite visa estabelecer o comportamento de uma função numa vizinhança de um ponto (que pode ou não pertencer ao seu domínio). No caso da função f, qualquer valor atribuído a x determina imagem única, sem problema algum. Mas na função g, existe o ponto x = 1 que gera uma indeterminação. Estudemos os valores da função quando x assume valores próximos de 1, mas diferente de 1. Para isto vamos utilizar as tabelas de aproximações. Observação: Podemos nos aproximar do ponto 1: - por valores de x pela direita: - por valores de x pela esquerda: Tabelas de aproximações: - valores de x pela esquerda de 1 x 0 0,5 0,75 0,9 0,99 0,999 0,9999 g(x) 1 1,5 1,75 1,9 1,99 1,999 1,9999 - valores de x pela direita de 1: x 2 1,5 1,25 1,1 1,01 1,001 1,0001 g(x) 3 2,5 2,25 2,1 2,01 2,001 2,0001 “O limite da função g(x) quando x se aproxima de (tende a) 1 é igual a 2”. Simbolicamente escrevemos: Ou Observação: Os dois tipos de aproximações que vemos nas tabelas anteriores são chamados de limites laterais. * Quando x tende a 1 por valores menores do que 1 (tabela 1), dizemos que x tende a 1 pela esquerda, e denotamos simbolicamente por . Temos então que: * Quando x tende a 1 por valores maiores do que 1 (tabela 2), dizemos que x tende a 1 pela direita, e denotamos simbolicamente por . Temos então que: 3.1 Definição intuitiva de limite (para um caso geral) Seja f uma função definida num intervalo contendo a, exceto possivelmente no próprio a, Dizemos que o limite de f(x) quando x se aproxima de a é , e escrevemos se, e somente se, os limites laterais à esquerda e à direita de a são iguais à L, isto é, Caso contrário, dizemos que o limite não existe, em símbolo: Ainda com relação à função , podemos então concluir, pela definição, que: Porque os limites laterais são iguais a 2. Dessa forma equivale: 3.2 Limite de uma função polinomial (Teorema) O limite de uma função polinomial para x tendendo para a, é igual ao valor numérico de f(x) para x = a. 3.3 Propriedades do limite Exemplos 01: Calcule os seguintes limites, especificando em cada passagem a propriedade ou teorema utilizado. Questão 01: Calcule os seguintes limites, especificando em cada passagem a propriedade ou o teorema utilizado. Exemplo 02: Calcular o limite abaixo: Questão 02: Calcule os limites? Exemplo 03: Calcule Questão 03: Calcule os limites: Exemplo 04: Calcular Questão 04: Calcular os limites: Exemplo 05: Calcular o limite abaixo: Questão 05 (nível 1): Calcular os limites: Questão 05 (nível 02): Calcular os limites: Exemplo 06: Calcule o limite abaixo: Questão 06: Exemplo 07: Calcule Questão 07: Calcular os limites: Exemplo 08: CalculeQuestão 08: Calcule os limites: 3.4 Limites trigonométricos - Teoremas - Limite trigonométrico fundamental: Exemplo 09: Encontre: Questão 09: Encontre os limites abaixo: Exemplo 10: Encontre: Questão 10: Encontre os limites abaixo: 3.5 Limites da função exponencial - Teorema 01 Se e , então - Teorema 02 Se e , então - Teorema 03 Se e , então - Teorema 04 Se e , então - Teorema 05 Se e então; - Teorema 06 Se e então; Exemplo 11: Complete: Questão 11: Encontre os limites abaixo: 3.6 Limites da função logarítmica - Teorema 01 Se e , então - Teorema 02 Se e , então - Teorema 03 Se e , então - Teorema 04 Se e , então - Teorema 05 Se , e - Teorema 06 Se , e Exemplo 12: Complete: Questão 12: Encontre os limites abaixo: 3.7 Limite exponencial fundamental Exemplo 13: Calcular: Questão 13 (nível 01): Calcular Para o professor Questão 13 (nível 02): 4 Continuidade - Definição Seja f uma função definida em um intervalo aberto I e a um elemento de I. Dizemos que f é contínua em a, se Notemos que para falarmos em continuidade de uma função em um ponto é necessário que este ponto pertença ao domínio da função. Da definição decorre que se f é contínua em a então as três condições deverão estar satisfeitas: 1 – existe f(a) - Definição Seja f uma função definida em um intervalo aberto I e a um elemento de I. Dizemos que f é descontínua em a se f não for contínua em a. Observamos também que para falarmos em descontinuidade de uma função em um ponto é necessário que este ponto pertença ao domínio da função. Da definição decorre que, se f é descontínua em a então as duas condições abaixo deverão estar satisfeitas: 1 – existe f(a) - Definição Dizemos que uma função f é contínua em um intervalo aberto se f for contínua em todos os pontos desse intervalo. - Definição Seja a um ponto do domínio da função f. Dizemos que f é contínua à direita de a se e dizemos que f é contínua à esquerda de a se - Definição Dizemos que uma função f é contínua em um intervalo fechado se f for contínua no intervalo aberto e se também for contínua em a, à esquerda, e em b, à direita. Exemplos: a) A função definida em R é continua em 1, pois Notemos que f é contínua em R, pois para todo , temos b) A função definida em R é descontínua em 1, pois Observamos que f é contínua em pois para todo , temos: c) Observe o gráfico abaixo: A função definida em R é descontínua em 1, pois portanto, não existe limite para f(x) quando . Observamos que f é contínua em pois para todo , temos: d) Na função definida em não podemos afirmar que f é descontínua em , pois não pertence ao domínio da função. Notes que f é contínua em pois, para todo , temos: Exemplo 14: Verifique se a f é contínua no ponto especifico. a) no ponto x = 2 b) no ponto x = - 2 c) no ponto x = 4 d) no ponto x = 0 Questão 14: Verifique se a f é contínua no ponto especifico. a) no ponto x = 0 b) no ponto x = 1 c) no ponto x = - 1 d) no ponto x = 1 e) no ponto x = 0 f) no ponto x = 0 Referências bibliográficas GUIDORIZZI, Hamilton Luiz.Um Curso de Cálculo – vol. 1. Rio de Janeiro: LTC, 1985 – 2008. IEZZI, Gelson; MURAKAMI, Carlos; MACHADO, Nilson José. Fundamentos de Matemática Elementar – vol. 8. São Paulo: Atual, 1977-1985. LEITHOLD, Louis. O Cálculo com Geometria Analítica – vol. 1 – 3ª ed. São Paulo: HARBRA ltda, 1994. SERAFIM, Álvaro Fernandes. Cálculo Diferencial e Integral. Área 1 – Faculdade de Ciências e tecnologia (Cursos de Engenharia), 2007. Disponível em:< http://www.profwendel.com.br/download/160/calculo- diferencial-e-integral-1-engenharia-civil>. Aceso em10 de fev. de 2014. STEWART, James. Cálculo, volume 1/ 5 ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006.
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