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L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 Funções..................................................................2 - 43 Limites e Continuidade.......................................44 - 85 Derivadas e Aplicações.....................................86 - 118 Sumário L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 Questão 1) Sejam e . Em cada parte, dê a fórmula para a função e o correspondente domínio. (a) f+g (b) f-g (c) f g (d) f/g Questão 2) Sejam e . Em cada parte, dê a fórmula para a composição e o correspondente domínio. (a) (b) Questão 3) O gráfico de pode ser obtido transladando o gráfico de ________ para a _______ (esquerda/direita) por ___ unidade(s) e depois transladando o novo gráfico para ___________ (cima/baixo) por __________ unidades(s). Questão 4) Seja (a) A letra do alfabeto que mais se parece com o gráfico de f é ______ . (b) f é uma função par? Exercícios Funções f g Dicas de Cálculo 2 g( x ) x 2 y 1 ( x 2 ) x 1 , 2 x 0 f ( x ) x 1 , 0 x 2 f ( x ) 3 x 2 g( x ) x 2 f ( x ) 2 x g f L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 5) O gráfico de uma função f está na figura abaixo. Esboce os gráficos das seguintes equações: (a) (b) (c) (d) Questão 6) O gráfico de uma função f está na figura abaixo. Esboce os gráficos das seguintes equações: (a) (b) (c) (d) y f ( x ) 1 y f ( x 1 ) y f ( 2x ) y f ( x ) Dicas de Cálculo 3 y f ( x 1 ) 1 y f x 2 1 y f ( x ) 2 y 1 f ( x ) Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 7-11) Esboce o gráfico das equações por translação, reflexão, compressão e alongamento dos gráficos , e de maneira apropriada. (7) (8) (9) (10) (11) Questão 12) Determine as fórmulas para 𝒇 + 𝒈 , 𝒇 − 𝒈 , 𝒇𝒈 e 𝒇/𝒈 e estabeleça os domínios das funções: e . Questão 13: Sejam e . Determine: (a) f(g(2)) (b) g(f(4)) (c) f(f(16)) (d) g(g(0)) Questão 14) Determine as fórmulas para e e estabeleça os domínios das compostas: ; . 2 y x 2 y 2( x 1 ) 3 Dicas de Cálculo 4 y x 2 y x 6 x y 3 x 1 1 y x 1 2 y x y x 2 2 f ( x ) 2 x 1 g( x ) x 1 f ( x ) x 3g( x ) x 1 f g g f g( x ) 1 x 2f ( x ) x Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 15) Classifique as funções cujos gráficos estão nas figuras a seguir como pares, ímpares ou nenhum desses casos. Questão 16) Em cada parte, classifique a função como par, ímpar ou nenhum desses casos. (a) (b) (c) (d) Questão 17: Esboce o gráfico de : (a) (b) Dicas de Cálculo 5 f ( x ) 2 x 1 g( x ) x 1 f ( x ) x 3g( x ) x 1 2 f ( x ) x 3 f ( x ) x f ( x ) x f ( x ) 2 2 f ( x ) 1 x f ( x ) cos( x ) cos( x ) Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 18) Considere a família de funções , onde n é um inteiro. Os gráficos de são simétricos em relação ao eixo y se n for _________ . Esses gráficos são simétricos em relação à origem se n for _________ . O eixo y é uma assíntota vertical desses gráficos se n for _________ . Questão 19) Qual é o domínio natural de um polinômio? Questão 20) Considere a família de funções , onde n é um inteiro não-nulo. Encontre o domínio natural dessas funções se n for: (a) positivo e par (b) positivo e ímpar (c) negativo e par (d) negativo e ímpar. Questão 21) O gráfico de tem amplitude ______ e é periódico com período ________ . Questão 22-23) Esboce o gráfico da equação para n=1, 3 e 5 em um sistema de coordenadas e para n=2, 4 e 6 em outro sistema de coordenadas. (22) (23) Dicas de Cálculo 6 n y x n y x 1 ny x y A sen( Bx ) n y x n y 2x Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 24) Encontre uma função da forma e ssssssssssssssss para os gráficos: (a) (b) (c) Questão 25) Encontre a amplitude, o período e esboce o gráfico de: (a) (b) (c) y D A sen( Bx ) Dicas de Cálculo 7 y D Acos ( Bx ) y 3 s en( 4 x ) x y 2 cos 2 y 2 cos ( x ) Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 26) Em (a)-(d), determine se 𝒇 e 𝒈 são funções inversas. (a) (b) (c) (d) Questão 27) Em cada parte, use o teste da reta horizontal para determinar se a função é injetora. (a) (b) (c) (d) (e) Questão 28-32) Encontre a fórmula para . (28) (29) (30) (31) (32) Dicas de Cálculo 8 1 f ( x ) 4 x, g( x ) x 4 f ( x ) 3x 1, g( x ) 3x 1 33f ( x ) x 2 , g( x ) x 2 4 4f ( x ) x , g( x ) x 2 f ( x ) x 2x 2 f ( x ) x f ( x ) x 1 f ( x ) 3x 2 f ( x ) sen( x ) 1 f ( x ) f ( x ) 7 x 6 x 1 f ( x ) x 1 3 f ( x ) 3x 5 3f ( x ) 2x 1 2 3 f ( x ) , x 0 x Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 33-35) Encontre uma fórmula para e dê o domínio de . (33) (34) (35) Dicas de Cálculo 9 1 f ( x ) 4 f ( x ) ( x 2 ) , x 0 f ( x ) x 3 1 f f ( x ) 3 2x Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 1) Sejam e . Em cada parte, dê a fórmula para a função e o correspondente domínio. Neste exercício deve-se aplicar as operações indicadas, fazer as simplificações oportunas e indicar o domínio. (a) 𝒇 + 𝒈: Tem-se um termo com raiz quadrada, em que só admite valores não negativos, e outro termo uma função módulo, que não possui restrições. Assim, tem-se e a função pode ser reescrita, uma vez que os valores são maiores ou igual a zero, como: . (b) 𝒇 − 𝒈: Análogo a letra (a), tem-se e . (c) 𝒇 𝒈: Novamente temos uma função raiz quadrada, ou seja, . Reescrevendo a expressão obtém-se: . (d) 𝒇/𝒈: Neste exercício tem-se uma função racional, em que possui a restrição do denominador ser diferente de zero, além da função raiz quadrada. Assim, o domínio deve respeitar as duas condições, ou seja, . Além disso, pode-se reescrever a expressão como: . Resolução Exercícios Funções Dicas de Cálculo 10 f ( x ) 3 x 2 g( x ) x 3 x 2 x Dom : x 0 3 x 2 x Dom : x 0 3 x 2 x ( 3 x 2 ) x Dom : x 0 3 2( 3 x 2 ) x 3x 2x ( 3 x 2 ) x Dom : x 0 3 x 2 x 3 x 2 x L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o wel ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 2) Sejam e . Em cada parte, dê a fórmula para a composição e o correspondente domínio. (a) Como tem-se uma função polinomial de primeira ordem o domínio não possui restrições: . (b) Como tem-se uma função raiz quadrada no numerador, o seu interior deve ser maior ou igual a zero, o que resulta em resolver a inequação . Construindo o gráfico desta função, podemos resolver a inequação e analisar o domínio: . Dicas de Cálculo 11 2 f ( x ) 2 x g( x ) x 2 f g f ( g( x )) 2 x 2 x Dom : x g f g( f ( x )) 2( 2 x ) Dom : 2 x 2 2 2 x 0 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 3) O gráfico de pode ser obtido transladando o gráfico de para a _______________ (esquerda/direita) por _____ unidade(s) e depois transladando o novo gráfico para ___________ (cima/baixo) por __________ unidades(s). Lembrando que transladação para esquerda/direita se dá ao somar/subtrair unidades na argumento da função, respectivamente, e transladação para cima/baixo ao somar/subtrair de toda função, respectivamente. Assim, tem-se: O gráfico de pode ser obtido transladando o gráfico de para a direita (esquerda/direita) por 2 unidade(s) e depois transladando o novo gráfico para cima (cima/baixo) por 1 unidades(s). Questão 4) Seja (a) A letra do alfabeto que mais se parece com o gráfico de f é ___ . Ao construir o gráfico de uma função módulo deve-se dividir o domínio em duas partes: a primeira na qual o valor do argumento do módulo é não negativo, nesse caso apenas retira-se o operado módulo; a segunda na qual o argumento é negativo, na qual deve-se retirar o operador e multiplicar tudo por -1. Assim, nossa função f(x) pode ser escrita parecendo-se com a letra W . Dicas de Cálculo 12 2 y 1 ( x 2 ) 2 y x 2 y 1 ( x 2 ) 2 y x x 1 , 2 x 0 f ( x ) x 1 , 0 x 2 f(x) x x 1, 2 x 1 x 1 , 1 x 0 f ( x ) x 1 , 0 x 1 x 1, 1 x 2 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (b) f é uma função par? Sim, ela é uma função par, pois para qualquer x pertencente ao domínio satisfaz a igualdade f(x)=f(-x), que é a definição de função par. Questão 5) O gráfico de uma função f está na figura abaixo. Esboce os gráficos das seguintes equações: (a) Subtrair uma unidade faz com que toda função translade para baixo em uma unidade. (b) Subtrair o argumento da função em uma unidade faz com que translade o gráfico para a direita em uma unidade. (a) (b) Dicas de Cálculo 13 y f ( x ) 1 y f ( x 1 ) Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (c) Ao multiplicar toda função por um valor entre (0,1), ela será comprimida (reduzida) no sentido vertical. Ou seja, multiplicar por ½=0,5 significa reduzir pela metade a amplitude da função. (d) Ao multiplicar o argumento de uma função por um valor entre (-1,0), ela será alongada no sentido horizontal e invertida em relação ao eixo y (por ser um valor negativo). No caso específico, multiplicar o argumento por ½=0,5 faz alongar a função por um fator de 2 (duplicar) no sentido horizontal. Já o sinal de “–” faz rebater (inverter a função) em relação ao eixo y. (c) (d) Dicas de Cálculo 14 1 y f x 2 1 y f ( x ) 2 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 6) O gráfico de uma função f está na figura abaixo. Esboce os gráficos das seguintes equações: (a) Ao somar 1 unidade no argumento de uma função, desloca-se o gráfico 1 unidade para a esquerda. (b) Ao multiplicar por um valor maior que 1 dentro do argumento, comprime-se a função no sentido horizontal. No caso específico, multiplicar por 2 o argumento faz o gráfico comprimir por um fator de 2 (pela metade) no sentido horizontal . (a) (b) Dicas de Cálculo 15 y f ( x 1 ) y f ( 2x ) Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (c) Ao aplicar o módulo à uma função, todos os pontos que estão abaixo do eixo x (negativos) são refletidos para cima do mesmo eixo. (d) Esta nova função ao ser multiplicada por um valor negativo, é refletida em relação ao eixo x e, ao ser somada uma unidade ao gráfico, ele é transladado uma unidade para cima. (c) (d) Dicas de Cálculo 16 y f ( x ) y 1 f ( x ) Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 7-11) Esboce o gráfico das equações por translação, reflexão, compressão e alongamento dos gráficos , e ssssss de maneira apropriada. (7) Para construir este gráfico deve-se conhecer o gráfico de MMm. Ao somar uma unidade no argumento da função tem-se um deslocamento para a esquerda de uma unidade: Em seguida, deve-se multiplicar por um valor negativo, o que refletirá o gráfico em torno do eixo x. Como este valor é maior que 1 a função fica alongada no sentido vertical (aumenta a amplitude em 2 unidades). Dicas de Cálculo 17 2 y x y x y x 2 y 2( x 1 ) 3 2 y x 2 y x 2 y x 1 2 y x 1 2 y 2 x 1 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Por fim, ao subtrair 3 unidades, o gráfico fica transladado para baixo em 3 unidades: Dicas de Cálculo 18 2 y 2 x 1 2 y 2 x 1 3 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (8) Esta função pode ser reescrita da forma: . Assim, pode- se seguir os mesmos passos do exercício nº 7. Inicia-se com a função básica e deslocam-se 3 unidades para a esquerda ao somar dentro do argumento: Por fim, deve-se transladar o gráfico para baixo ao subtrair 9 unidades: Dicas de Cálculo 19 2 y x 6 x 2 y ( x 3 ) 9 2 y x 2 y x 3 9 2 y x 3 Resolução Exercícios Funções 2 y x 2 y x 3 L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (9) Para construir este gráfico deve-se conhecer o gráfico de MM m. Ao somar uma unidade no argumento desta função, tem-se um deslocamento para a esquerda de uma unidade: Se esta nova função for multiplicada por -1 o gráfico reflete em relação ao eixo x: Por fim, ao somar 3 unidades o gráfico é transladado 3 unidade para cima. Dicas de Cálculo 20 y 3 x 1 y x y x y x 1 y x 1 y x 1 y x 1 y 3 x 1 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (10) Este gráfico tem por base a mesma função do exercício anterior. Quando esta função for multiplicada por um valor entre (0,1), o gráfico é comprimido no sentido vertical. Neste caso, ao multiplicar por ½=0,5 o gráfico fica comprimido pela metade. Por fim, ao somar 1 unidade o gráfico é transladado 1 unidade para cima. Dicas de Cálculo 21 1 y x 1 2 y x 1 y x 2 1 y x 2 1 y x 1 2 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (11) Para construir este gráfico deve-se conhecer o gráfico de MM m. Ao somar duas unidade no argumento desta função tem-se um deslocamento do gráfico em duas unidades para a esquerda: Por fim, ao subtrair 2 unidades o gráfico é transladado 2 unidade para baixo. Dicas de Cálculo 22 y x 2 2 y x y x y x 2 y x 2 y x 2 2 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 12) Determine as fórmulas para 𝒇 + 𝒈 , 𝒇 − 𝒈 , 𝒇𝒈 e 𝒇/𝒈 e estabeleça os domínios das funções: e . 𝒇 + 𝒈 = 𝒇 − 𝒈 = 𝒇 𝒈 = 𝒇/𝒈 = Dicas de Cálculo 23 f ( x ) 2 x 1 g( x ) x 1 2 x 1 x 1 3 x 1 2 x 1 x 1 x 1 2 x 1 x 1 2( x 1 ) 2 x 1 x 1 2 Funções raiz quadrada tem a restrição que o radicando não pode ser negativo, logo: .Dom : x 1 Funções polinomiais e funções constantes não possuem restrições, logo: .Dom : x Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 13: Sejam e . Determine: (a) f(g(2)) = (b) g(f(4))= (c) f(f(16))= (d) g(g(0))= Questão 14) Determine as fórmulas para e . Estabeleça os domínios das compostas sendo: ; . Funções polinomiais não possuem restrições, logo: Funções raiz quadrada possuem a restrição no domínio em que o radicando deve ser maior ou igual a zero. Assim, e analisando o gráfico desta função percebe-se que o domínio é . Dicas de Cálculo 24 3 3x 1 2 1 9 f ( x ) x 3 g( x ) x 1 3 3 x 1 x x 1 4 4 1 9 x 16 4 2 3 3 3 3 x 1 1 0 1 1 1 1 2 f g g f g( x ) 1 x 2f ( x ) x 2 f g f ( g( x )) 1 x 1 x g f g( f ( x )) 21 x Dom : x 2 1 x 0 Dom : 1 x 1 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 15) Classifique as funções cujos gráficos estão nas figuras a seguir como pares, ímpares ou nenhum desses casos. Questão 16) Em cada parte, classifique a função como par, ímpar ou nenhum desses casos. (a) (b) (c) (d) Dicas de Cálculo 25 Par, pois f(x)=f(-x). Espelho em relação ao eixo y. Ímpar, pois f(x)=- f(-x). Espelho em relação a origem. Ímpar, pois f(x)=- f(-x). Espelho em relação a origem. Nem par nem ímpar. 2 f ( x ) x f ( x ) x 3 f ( x ) x f ( x ) 2 ÍmparPar Par Par Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 17: Esboce o gráfico de : (a) Dicas de Cálculo 26 2 f ( x ) 1 x 2 f ( x ) x 2 f ( x ) x 2 f ( x ) 1 x 2 f ( x ) 1 x Construímos este gráfico aplicando a reflexão de todo gráfico, translação e reflexão dos valores negativos, partindo da função básica. Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 17: Esboce o gráfico de : (b) Quando , então . Quando , então . A partir da função cosseno, pode-se construir o gráfico da função desejada observando os intervalos onde cosseno é positivo e negativo em virtude da presença da função módulo. Dicas de Cálculo 27 f ( x ) cos( x ) cos( x ) cos( x ) 0 f ( x ) cos( x ) cos( x ) 2 cos( x ) cos( x ) 0 f ( x ) cos( x ) cos( x ) 0 f ( x ) cos( x ) f ( x ) cos( x ) cos( x ) Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 18) Considere a família de funções , onde n é um inteiro. Os gráficos de são simétricos em relação ao eixo y se n for _________ . Esses gráficos são simétricos em relação à origem se n for _________ . O eixo y é uma assíntota vertical desses gráficos se n for _________ . A família é simétrica em relação ao eixo y quando n for par, pois o valor de x e –x quando elevados à uma potência par tem a mesma imagem. Entretanto, quando n for ímpar o gráfico é simétrico em relação à origem, visto que f(x)=-f(-x). Nesse caso, o eixo y é uma assíntota vertical quando n for negativo, pois . Assim, não admitindo valor em x=0 (ponto de descontinuidade). Quanto mais próximo deste ponto, o gráfico torna-se uma reta vertical por ambos os lados. Questão 19) Qual é o domínio natural de um polinômio? Funções polinomiais têm valores reais com qualquer valor de x. Deste modo, o domínio natural é o intervalo . Dicas de Cálculo 28 , n y x n y x n y x n n 1 x x Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 20) Considere a família de funções , onde n é um inteiro não-nulo. Encontre o domínio natural dessas funções se n for: (a) positivo e par: como tem-se , onde n é par, sabe-se que o radicando de raízes de índice par são definidas apenas para . (b) positivo e ímpar: nesta também tem-se , porém com índice ímpar, na qual está definida para todos os reais: . (c) negativo e par: como n é negativo pode-se reescrever da seguinte forma e considerar n positivo. Semelhante a letra (a), porém com a restrição que o denominador deve ser diferente de zero: . (d) negativo e ímpar: a exemplo da letra (c) pode-se reescrever a função como , considerando n positivo. Semelhante a letra (b), porém com a restrição do denominador ser diferente de zero. Logo o domínio é: Dicas de Cálculo 29 1 ny x 0, , 0, ,0 0 , 1 nny x x 1 nny x x n 1y x n 1y x Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 21) O gráfico de tem amplitude ______ e é periódico com período ________ . A função básica seno possui amplitude 1, que é a média da distância entre o maior e menor valor da função e período (ciclo). O valor pela qual multiplica-se esta função é a nova amplitude. No nosso caso específico, como a funçãoestá multiplicada por uma fator A, a amplitude da função é A. Como o argumento da função está multiplicado por um fator B, a função completa um período quando , ou seja, . Dicas de Cálculo 30 y Asen( Bx ) 2 Bx 2 2x B y sen( x ) Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 22-23) Esboce o gráfico da equação para n=1,3 e 5 em um sistema de coordenadas e para n=2,4 e 6 em outro sistema de coordenadas. (22) Dicas de Cálculo 31 n y x n=1,3 e 5 Ao esboçar estes gráficos deve-se observar que as raízes estão em x=0. Devido ao sinal de menos, os gráficos são refletidos em relação ao eixo x. Quando maior a ordem de n, mais rápido os valores em y tendem ao infinito quando se afastam da origem. n=2,4 e 6 Devido serem potências par, os gráficos são simétricos em relação ao eixo y. Além disso, possuem concavidade voltada para baixo, pois são multiplicadas por -1, passando no ponto (0,0) que são as n raízes. Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 22-23) Esboce o gráfico da equação para n=1,3 e 5 em um sistema de coordenadas e para n=2,4 e 6 em outro sistema de coordenadas. (23) Primeiramente, esta função pode ser reescrita da forma: . Dicas de Cálculo 32 n y 2x n=1,3 e 5 Ao esboçar estes gráficos deve-se observar que: em x=0 não pertence ao domínio, visto ser uma função racional e, quanto maior (positivo ou negativo) for o valor de x, mais próximo de zero o gráfico fica em y. Além disso, quando aproxima-se de x=0, está-se dividindo 2 por um número muito pequeno, resultando em um número que tende ao infinito. Notam-se que são funções ímpares. n=2,4 e 6 Nestes gráficos também em x=0 não pertence ao domínio. Nos extremos tende a zero e próximo da origem tende a infinito em y. Notam-se que são funções pares. n 2 y x Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 24) Encontre uma função da forma e sssssssssssssss para os gráficos: Primeiramente toda função seno pode ser reescrita como cosseno ao somar ou subtrair um determinado valor no argumento e vice-versa. Entretanto, vamos encontrar apenas funções sem somar ou subtrair valores no argumento. Observando os três gráficos pode-se perceber que nenhum deles possuem deslocamento vertical, visto que oscilam simetricamente entorno do eixo x. Assim, tem-se: D=0. y D A sen( Bx ) Dicas de Cálculo 33 y D Acos ( Bx ) x y 3 sen 2 (a) Este gráfico pertence a família seno, pois quando x=0 obtém-se y=0. Sua amplitude é 3, pois os pontos de máximo e mínimo são 3 e -3, logo A=3. Por fim, a função completa um período em . ai. Portanto, tem-se: . Assim, . Bx 2 B4 2 4 B 1 2 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Dicas de Cálculo 34 y 4 cos 2x y 5sen 4 x (b) Este gráfico pertence a família cosseno, pois quando 𝒙 = 𝟎 obtém-se 𝒚 ≠ 𝟎. Sua amplitude é 4, pois o ponto de máximo e mínimo são 4 e -4, logo A=4. Por fim, a função completa um período em aia. Portanto, tem-se: Assim, tem-se: . (c) Este gráfico pertence a família seno, pois quando 𝒙 = 𝟎 obtém-se 𝒚 = 𝟎. Sua amplitude é 5, pois o ponto de máximo e mínimo são 5 e -5. Entretanto, a função está invertida, pois no primeiro quadrante a função é negativa. Assim, A=-5. Por fim, a função completa um período em aia . Portanto, tem-se: . Assim, fica-se com: . Bx 2 B 2 B 2 / 2 Bx 2 B / 2 2 B 4 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 25) Encontre a amplitude e o período e esboce o gráfico: A amplitude da função seno ou cosseno é o valor na qual multiplica-se esta função, pois suas funções básicas possuem amplitude 1, na qual chamamos de A. Já o período é calculado da seguinte forma: não, onde B é o valor que multiplica a variável independente do arco da função. (a) Nesta função tem-se A=3, logo a amplitude é 3 e B=4. Assim: Desta forma, sabe-se que o gráfico oscila entre 3 e -3. O período é de 𝜋/2 e intercepta o eixo x em meio período, 𝜋/4 , onde troca de sinal. Assim, tem-se: Dicas de Cálculo 35 y 3 s en( 4 x ) 2 p B 2 p 4 . 2 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (b) Nesta função sabe-se que A=-2, logo a amplitude é 2 e o que resulta em: . Desta forma, sabe-se que o gráfico oscila entre 2 e -2, o período é de 2 e intercepta o eixo x em meio período1,onde troca de sinal. Entretanto, deve-se observar que o valor de A é negativo, portanto o gráfico fica invertido: Dicas de Cálculo 36 y 2 cos ( x ) 2 p 2 B Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (c) Nesta função tem-se A=1, logo a amplitude é 1 e , o que resulta em: . Desta forma, sabe-se que o gráfico oscila entre 1 e -1, o período é de nós interceptando o eixo x em meio período , onde troca de sinal. Entretanto, deve-se observar que esta função também tem um deslocamento vertical para cima, pois é somada duas unidades. Dicas de Cálculo 37 1 B 2 2 p 1 2 4 x y 2 cos 2 4 2 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 26) Em (a)-(d), determine se f e g são funções inversas. Nos quatro exercícios (a-d) faz-se a inversa da função f , em seguida compara-se com a função g para julgar se são funções inversas. (a) Para facilitar utiliza-se y=f(x), em seguida aplica-se a técnica de trocar x por y e vice-versa. (Substituindo y=f(x)) (Fazendo a troca de variáveis) . Logo, percebe-se que são inversas, pois . (b) Seguindo os mesmos passos do exercício anterior, tem-se: (Substituindo y=f(x)) (Fazendo a troca de variáveis) . Logo, percebe-se que elas não são inversas, pois . Dicas de Cálculo 38 x 1 y 3 1 f ( x ) 4x, g( x ) x 4 1 y x 4 f ( x ) 4 x y 4 x x 4 y f ( x ) 3x 1, g( x ) 3x 1 f ( x ) 3x 1 y 3x 1 x 3 y 1 3 y x 1 1 f g 1 f g Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 26) Em (a)-(d), determine se f e g são funções inversas. (c) Seguindo os mesmos passos dos exercícios anteriores (a e b), tem-se: (Substituindo y=f(x)) (Fazendo a troca de variáveis) (Aplicando mesma potência em ambos oslados) . Logo, percebe-se que elas são inversas, pois . (d) Da mesma forma dos exercícios anteriores, tem-se: (Substituindo y=f(x)) (Fazendo a troca de variáveis) (Aplicando raiz quarta em ambos os lados) . Logo, percebe-se que elas são inversas, pois . Dicas de Cálculo 39 3 y x 2 33f ( x ) x 2 , g( x ) x 2 4 4f ( x ) x , g( x ) x 1 f g 3 3 3 3 3 3 3 f ( x ) x 2 y x 2 x y 2 x y 2 x y 2 1 f g 4 4 4 44 4 f ( x ) x y x x y x y 4y x Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (a) O teste da reta horizontal nos diz que uma função é injetora se, e somente se, o gráfico é cortado uma única vez por qualquer reta horizontal. Pode-se afirmar que a função é injetora. (b) Segundo o teste da reta horizontal, pode- se afirmar que a função é injetora. (c) Observando o gráfico ao lado percebe-se facilmente que diversas retas horizontais cortam o gráfico duas vezes. Assim, a partir do o teste da reta horizontal pode-se afirmar que a função não é injetora. Questão 27) Em cada parte, use o teste da reta horizontal para determinar se a função é injetora. Primeiramente devemos construir os gráficos das funções indicadas conforme exercícios anteriores, em seguida traçar retas horizontais. Dicas de Cálculo 40 f ( x ) 3x 2 f ( x ) x f ( x ) x 1 f ( x ) 3x 2 f ( x ) x 1 f ( x ) x Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (d) Neste gráfico novamente percebe-se que diversas retas horizontais cortam o gráfico duas vezes, o que implica que a função dada não é injetora. (e) A função seno por ser uma função periódica é não injetora, visto que para qualquer reta horizontal entre -1 e 1 corta o gráfico em diversos pontos. Dicas de Cálculo 41 2 f ( x ) 3x 2 f ( x ) sen( x ) Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 28-32) Encontre a fórmula para . Para facilitar utiliza-se y=f(x). Em seguida, aplica-se a técnica que necessita trocar o x pelo y e vice-versa. Por fim, deve-se isolar novamente y. (28) (29) (30) (31) (32) Dicas de Cálculo 42 1 f ( x ) f ( x ) 7 x 6 x 1 f ( x ) x 1 3 f ( x ) 3x 5 3f ( x ) 2x 1 2 3 f ( x ) , x 0 x y 7 x 6 x 7 y 6 7 y x 6 x 6y 7 x 1 y x 1 y 1 x y 1 ( y 1 )x y 1 yx y x 1 y( x 1 ) x 1 x 1 y x 1 3 3 3 3 y 3x 5 x 3 y 5 3 y x 5 x 5 y 3 3 3 3 3 y 2x 1 x 2 y 1 x 2 y 1 2 y x 1 2 2 2 3 y x 3 x y 3 y x 3y x 3 x 5 y 3 3 x 1 y 2 Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 33-35) Encontre uma fórmula para e dê o domínio de . Para encontrar a inversa utiliza-se a mesma técnica dos exercícios anteriores. (33) (34) (35) Dicas de Cálculo 43 1 f ( x ) 4 f ( x ) ( x 2 ) , x 0 f ( x ) x 3 1 f f ( x ) 3 2x 4 4 44 4 4 y ( x 2 ) x ( y 2 ) x ( y 2 ) x y 2 4y x 2 2 2 2 y x 3 x y 3 x y 3 x y 3 2 y x 3 2 2 2 2 y 3 2x x 3 2 y x 3 2 y x 3 2 y 2 y 3 x 2 3 x y 2 Sabe-se que raízes de ordem par somente admitem valores não negativos. Assim, o domínio desta função inversa são todos os números reais maiores ou igual a zero: . Funções polinomiais não possuem nenhuma restrição no domínio, logo: . Da mesma forma como no exercício anterior, a função inversa é uma função do tipo polinomial. Assim: tem-se . Dom [0, ) Dom Dom Resolução Exercícios Funções L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 36-41) Em cada um destes exercícios, faça hipóteses razoáveis sobre o gráfico da função indicada fora da região esboçada. (36) Para a função f(x) cujo gráfico está na figura a seguir, obtenha: a) b) c) d) (37) Para a função ϕ cujo gráfico está na figura a baixo, obtenha: a) b) c) d) (38) Para a função f cujo gráfico está na figura a seguir, obtenha: a) b) c) d) Exercícios Limites e Continuidade Dicas de Cálculo 44 x 2 lim f ( x ) x 2 lim f ( x ) x 2 lim f ( x ) f ( 2 ) x 4 lim ( x ) x 4 lim ( x ) x 4 lim ( x ) ( 4 ) x 3 lim f ( x ) x 3 lim f ( x ) x 3 lim f ( x ) f ( 3 ) L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (39) Para a função f cujo gráfico está na figura a seguir, obtenha: a) b) c) d) (40) Considere a função g cujo gráfico está na figura a seguir. Para quais valores de 𝒙𝟎, com −𝟕 ≤ 𝒙𝟎≤ 𝟒, existe ? (41) Considere a função f cujo gráfico está na figura a baixo. Para quais valores de 𝒙𝟎, com de −𝟗 ≤ 𝒙𝟎≤ 𝟒, existe ? Exercícios Limites e Continuidade Dicas de Cálculo 45 x 0 lim f ( x ) x 0 lim f ( x ) x 0 lim f ( x ) f ( 0 ) 0x x lim g( x ) 0x x lim f ( x ) L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 42) (a) Seja Faça uma conjectura sobre o limite de f quando 𝑥 → 0+ calculando f(x) nos pontos x = 0,1; 0,001; 0,0001. (b) Calcule f(x) nos pontos x = 0,000001; 0,0000001; 0,00000001; 0,000000001; 0,0000000001; e faça outra conjectura. (c) Que falha isto revela sobre o uso da evidencia numérica para fazer conjecturas sobre limites? Questão 43) Dado que encontre os limites que existirem. Se o limite não existir, explique por quê. (a) (b) (c) (d) Questão 44) Use os gráficos de f e g na figura a seguir para encontrar os limites que existam. Se o limite não existir, explique o por quê. (a) (b) (c) (d) Dicas de Cálculo 46 3 x sen( x ) f ( x ) x x a x a x a lim f ( x ) 2 , lim g( x ) 4 e lim h( x ) 0 x a lim [ h( x ) 3g( x ) 1] x a lim [ f ( x )g( x )] 3 x a lim 6 f ( x ) x a 7 g( x ) lim 2 f ( x ) g( x ) y f ( x ) y g( x ) x 2 lim [ f ( x ) g( x )] x 0 lim [ f ( x ) g( x )] x 2 1 g( x ) lim f ( x ) x 0 lim f ( x ) Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 45-50) Encontre os limites: (45) (46) (47) (48) (49) (50) Questão 51) Seja encontre: (a) (b) (c) Questão 52) Para a função ϕ do gráfico abaixo, encontre: (a) (b) Questão 53-58) Encontre os limites: (53) (54) (55) (56) (57) (58) Dicas de Cálculo 47 3 2 x 3 lim x 3x 9x 3x 0 6 x 9 lim x 12x 3 3 t 2 t 8 lim t 2 x 3 x lim x 3 x 3 1 lim x 3 x 9 x 9 lim x 3 2 t 0t , g( t ) t 0t 2, t0 lim g( t ) t 0 lim g( t ) t 0 lim g( t ) x lim ( x ) x lim ( x ) 3 x lim( 2x 100 x 5 ) x lim 5 x 2 2x 5 x 4 x lim 2x 3 y 3 lim y 4 2x x 2 lim x 2x 1 7 5 3 7s 3s 4s lim 2s 1 Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 59-66) Encontre os limites: (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) Dicas de Cálculo 48 1 x x 0 lim e x x x xx e e lim e e 4 2x 3x x lim x 8 3 2 3x x 4 x lim 1 x 7 x 2 x lim x 3 x 1 x x 0 lim e x 1 lim ln( 1 x ) 2 x lim ln( x 1 ) ln( x 1 ) Exercícios Limites e Continuidade Questão 67-72) Calcule os limites aplicando os limites fundamentais. (67) (68) (69) (70) (71) (72) x 0 sen( 3x ) lim x x 0 2 cos( 3x ) cos( 4 x ) lim x x x 3 lim 1 x 2 x 2 2x x 1 lim x 3 3 x x 0 e 1 lim x x 2 x 2 10 1 lim x 2 L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 73-75) Encontre os pontos x, se houver, nos quais f não é contínua. (73) (74) (75) Questão 76) Em qual dos seguintes intervalos é contínua? (a) [𝟐,+∞) (b) [−∞,+∞) (c) (𝟐,+∞) (d) [𝟏, 𝟐) Questão 77-78) Encontre os valores de x (se existirem) nos quais f não é contínua e determine se cada um desses valores é uma descontinuidade removível. (77) (78) Dicas de Cálculo 49 2 x 2 f ( x ) x 4 2 3 x 1 f ( x ) x x 1 2x 3, x 4 f ( x ) 16 7 , x 4 x 1 f ( x ) x 2 2 x 3x f ( x ) x 3 x 2 f ( x ) x 2 Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 36-41) Em cada um destes exercícios, faça hipóteses razoáveis sobre o gráfico da função indicada fora da região esboçada. (36) Para a função f cujo gráfico está na figura a seguir, obtenha: a) Neste exercício deve-se apontar para qual valor de f(x) a função tende ao se aproximar da esquerda para a direita de -2. Observando a figura percebe-se que tende a 0. b) Já neste exercício, deve-se apontar para qual valor de f(x) a função tende ao se aproximar da direita para a esquerda de -2. Observando a figura percebe-se que também tende a 0. c) Como os limites laterais são iguais, o limite existe e é igual aos limites laterais: 0. d) O valor da função em x=-2 é 3, pois é o próprio valor da função, não do limite. Resolução Exercícios Limites e Continuidade Dicas de Cálculo 50 x 2 lim f ( x ) 0 x 2 lim f ( x ) 0 x 2 lim f ( x ) 0 f ( 2 ) 3 L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (37) Para a função ϕ cujo gráfico está na figura a baixo, obtenha: a) Novamente deve-se apontar para qual valor a função ϕ tende ao se aproximar pela esquerda de 4. Observando a figura percebe-se que tende a . b) Ao observar a figura percebe-se que quando x tende a 4 pela direita. A função ϕ tende a . c) Como os limites laterais são iguais, o limite de ϕ existe em x=4 e é . d) Mesmo que exista o limite em x=4, a função não está definida neste ponto. Dicas de Cálculo 51 x 4 lim ( x ) x 4 lim ( x ) x 4 lim ( x ) ( 4 ) não existe Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (38) Para a função f cujo gráfico está na figura a seguir, obtenha: a) Ao se aproximar do ponto x=4 pela esquerda, observa-se que a função f(x) tende a . b) Da mesma forma, ao se aproximar do ponto x=4 pela direita observa- se que a função f(x) tende a . c) Como os limites laterais são iguais, o limite existe e é igual a . d) Observando o gráfico da função f(x) percebe-se que, quando x=3 , tem- se f(3)=1. Dicas de Cálculo 52 x 3 lim f ( x ) x 3 lim f ( x ) x 3 lim f ( x ) f ( 3 ) 1 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (39) Para a função f cujo gráfico está na figura a seguir, obtenha: a) Observando o gráfico percebe-se que, conforme aproxima-se de x=0 pelo lado esquerdo os valores de f(x) se aproximam de 1. b) Entretanto, ao se aproximar de x=0 pela direita, a função f(x) tende a c) Como os limites laterais são diferentes em x=0, neste ponto não existe o limite. d) No entanto, em x=0 observamos que no gráfico há o ponto fechado em f(0) = -2. Dicas de Cálculo 53 x 0 lim f ( x ) 1 x 0 lim f ( x ) não existe x 0 lim f ( x ) f ( 0 ) 2 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (40) Considere a função g cujo gráfico está na figura a seguir. Para quais valores de 𝒙𝟎, com −𝟕 ≤ 𝒙𝟎≤ 𝟒, existe ? Sabe-se que para qualquer x de uma função contínua existe limite, assim nos resta analisar nos dois pontos onde g é descontínua. No ponto x=2, mesmo sen- do descontínua a função em ambos os lados tende a 2, logo existindo limite. Em- tretanto, no ponto x=-4, os limites laterais são diferentes (6 ≠ 4), logo não existindo limite neste ponto. Portanto, existe limite para todo 𝒙𝟎 ≠ 𝟒. (41) Considere a função f cujo gráfico está na figura a baixo. Para quais valores de 𝒙𝟎, com −𝟗 ≤ 𝒙𝟎≤ 𝟒, existe ? Análogo ao exercício anterior, percebe- se que a função é contínua, exceto em x=-7,-3 e 3. Nos pontos, x=-7 e -3, mês- mo a função sendo descontínua, o limite existe, pois os limites laterais são iguais. Entretanto, este mesmo argumento não é valido para x=3, pois os limites laterais são diferentes, como pode ser observado na figura. Portanto, existe limite para todo 𝒙𝟎 ≠ 𝟑. Dicas de Cálculo 54 0x x lim g( x ) 0x x lim f ( x ) Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 42 (a) Seja Faça uma conjectura sobre o limite de f(x) quando 𝑥 → 0+ calculando f(x) nos pontos x = 0,1; 0,01; 0,001; 0,0001. Vamos construir uma tabela com os valores de x indicados para observar o comportamento da função ao se aproximar cada vez mais de zero pela direita: Nos sugere que a função está tendendo a 0,1666667. Dicas de Cálculo 55 3 x sen( x ) f ( x ) x x 0,1 0,01 0,001 0,0001 f(x) 0,1665834 0,1666658 0,1666667 0,1666667 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (b) Calcule f(x) nospontos x = 0,000001; 0,0000001; 0,00000001; 0,000000001; 0,0000000001; e faça outra conjectura. Agora nos sugere que a função está tendendo a zero. (c) Que falha isto revela sobre o uso da evidencia numérica para fazer conjecturas sobre limites? Analisando as duas conjecturas: (a) e (b), percebe-se que o uso de conjecturas numérica podem levar a erros no cálculo dos limites. Neste caso, o comportamento oscilatório da função seno é o responsável pelo erro, pois dependendo dos valores escolhidos encontram-se diferentes limites. Aplicando este limite em um software matemático teríamos encontrado 1/6 como resposta. Dicas de Cálculo 56 x 0,000001 0,0000001 0,00000001 0,000000001 0,0000000001 f(x) 0,1666537 0,1720536 0 0 0 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 43) Dado que encontre os limites que existirem. Se o limite não existir, explique o por quê. Para resolver este exercício utilizam-se as propriedades da soma, subtração, divisão, multiplicação e da potência dos limites. (a) Neste primeiro exercício usam-se as propriedades da soma e subtração: . Aplicando os limites dados no problema e sabendo que o limite de uma função constante é a própria constante tem-se: . (b) Neste exercício usa-se a propriedade da multiplicação: . Substituindo as funções f e g tem-se: . Dicas de Cálculo 57 x a x a x a lim f ( x ) 2 , lim g( x ) 4 e lim h( x ) 0 x a lim [ h( x ) 3g( x ) 1] x a lim [ f ( x )g( x )] x a x a x a x a x a x a x a lim [ h( x ) 3g( x ) 1] lim h( x ) lim 3g( x ) lim 1 lim h( x ) 3 lim g( x ) lim 1 x a x a x a lim h( x ) 3 lim g( x ) lim 1 0 3 ( 4 ) 1 13 x a x a x a lim [ f ( x )g( x )] lim f ( x ) lim g( x ) x a x a lim f ( x ) lim g( x ) 2 ( 4 ) 8 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (c) Neste exercício usa-se a propriedade da potência: . Substituindo e aplicando o limite de uma constante tem-se: . (d) Aplicando primeiro a propriedade da divisão, em seguida da soma e multiplicação por constante, tem-se: . Portanto, como tem-se no numerador uma constante negativa e o denominador está tendendo a zero (negativamente ou positivamente), o limite pode tender a ou , respectivamente , o que faz o limite não existir. Dicas de Cálculo 58 3 x a lim 6 f ( x ) x a 7 g( x ) lim 2 f ( x ) g( x ) 1 1 3 3 3 x a x a x a lim 6 f ( x ) lim 6 f ( x ) lim [6 f ( x )] 1 1 1 3 3 33 x a x a x a lim [6 f ( x )] lim6 lim f ( x ) 6 2 8 2 x a x a x a x a x a x a lim 7 g( x ) 7 lim g( x )7 g( x ) lim 2 f ( x ) g( x ) lim [ 2 f ( x ) g( x )] 2 lim f ( x ) lim g( x ) 7 ( 4 ) 28 não existe 2 2 ( 4 ) 0 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 44) Use os gráficos de f(x) e g(x) na figura a seguir para encontrar os limites que existam. Se o limite não existir, explique o por quê. (a) Neste exercício deve-se utilizar a propriedade da soma e analisar cada limite separadamente como: . Observando os gráficos percebe-se que a função f(x) no ponto x=2 possui os limites laterais iguais a zero. Assim, existe o limite e este é igual aos limites laterais. A mesma coisa ocorre com a função g(x), que também possui o limite igual a zero no ponto x=2. Deste modo: . Dicas de Cálculo 59 y f ( x ) y g( x ) x 2 lim [ f ( x ) g( x )] x 2 x 2 x 2 lim [ f ( x ) g( x )] lim f ( x ) lim g( x ) x 2 x 2 lim f ( x ) lim g( x ) 0 0 0 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (b) Deve-se realizar o mesmo procedimento da letra (a), separando em dois limites: . Observando os gráficos percebe-se que a função f(x) no ponto x=0 possui os limites laterais diferentes, pela esquerda igual a 1 e pela esquerda igual a -2, assim não existindo limite. Deste modo, nem precisa-se analisar a função g(x), pois o limite de f(x) não existe. Dicas de Cálculo 60 x 0 lim [ f ( x ) g( x )] x 0 x 0 x 0 lim [ f ( x ) g( x )] lim f ( x ) lim g( x ) Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (c) Neste exercício deve-se utilizar as propriedades da divisão e da soma, em seguida analisar cada limite separadamente: . Como já encontramos os limites de f(x) e g(x) no exercício (a), e sabendo que o limite de uma constante é igual a própria constante, obtém-se: . Como no numerador tem-se uma constante fixa positiva (1) e o denominador está tendendo a zero (negativamente ou positivamente), o limite pode tender a ou , respectivamente, o que faz o limite não existir. Chega-se a conclusão que este limite também não existe. Dicas de Cálculo 61 x 2 1 g( x ) lim f ( x ) x 2 x 2 x 2 x 2 lim 1 lim g( x )1 g( x ) lim f ( x ) lim f ( x ) x 2 x 2 x 2 lim 1 lim g( x ) 1 0 1 lim f ( x ) 0 0 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (d) Novamente deve-se utilizar as propriedades dos limites, neste caso a propriedade da potência ou mais especificamente a propriedade do limite de uma raiz, em seguida analisar o limite indicado: . Analisando o limite de f(x) quando se aproxima do ponto x=0 pela esquerda, percebe-se que a função f(x) tende a 1. Assim, tem-se: . Dicas de Cálculo 62 x 0 lim f ( x ) x 0 x 0 lim f ( x ) lim f ( x ) x 0 lim f ( x ) 1 1 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 45-50) Encontre os limites: (45) A primeira coisa que deve-se fazer quando tem-se um limite para resolver é substituir diretamente o valor do limite na função. Se der uma indeterminação, deve-se buscar outras estratégias. (46) Novamente inicia-se aplicando diretamente o valor do limite na função para obter: . (47) Inicia-se calculando o limite: . Como tem-se uma indeterminação deve-se buscar estratégia para eliminar a indeterminação. Uma possibilidade é tentar reescrever a expressão fatorando pela sua raiz e simplificando como: . Dicas de Cálculo 63 3 2 x 3 lim x 3x 9x 3x 0 6 x 9 lim x 12x 3 3 t 2 t 8 lim t 2 3 2 3 2 x 3 lim x 3x 9x 3 3 3 9 3 27 3 3x 0 6 x 9 6 0 9 lim 3 x 12x 3 0 12 0 3 3 t 2 t 8 0 lim t 2 0 3 2 2 2 t 2 t 2 t 2 t 8 ( t 2 )( t 2t 4 ) lim lim lim( t 2t 4 ) ( 2 ) 2( 2 ) 4 12 t 2 t 2 ResoluçãoExercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 45-50) Encontre os limites: (48) Aplicando o limite diretamente chega-se a: . Note que x tende a 3, ou seja, . Nesse caso, tem-se um numerador positivo que tende a 3 e um denominador que tende a zero (negativamente ou positivamente) depende se x tende a 3 pela esquerda (x=2,999999...) ou pela direita (x=3,00000...1). Assim, o limite pode tender a nós ou nós, respectivamente, o que faz não existir o limite nesse ponto. Dicas de Cálculo 64 x 3 x lim x 3 x 3 x 3 lim não existe x 3 0 x 2,9999999... ou x 3,000000...1 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (49) Aplicando o limite tem-se: . Nesse caso, deve-se analisar os limites laterais. Como temos uma função modular deve-se reescrever a função. Para 𝒙 > 𝟑 tem-se: . pois o denominador é muito pequeno e positivo (tende a zero positivamente). Para 𝒙 < 𝟑 tem-se: . pois novamente o denominador é muito pequeno e positivo (tende a zero positivamente). Assim, como os limites laterais são iguais fica-se com: . Dicas de Cálculo 65 x 3 1 lim x 3 x 3 1 1 lim x 3 0 x 3 1 lim x 3 x 3 1 lim x 3 x 3 1 lim x 3 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (50) Ao aplicar o limite diretamente na função obtém-se uma indeterminação: . Para eliminar esta indeterminação, pode-se abrir o numerado em um produto notável do produto da soma pela diferença dado por: . Outra forma de obter o mesmo resultado seria usar a racionalização: para obter: Dicas de Cálculo 66 x 9 x 9 lim x 3 x 9 x 9 0 lim 0x 3 x 9 x 9 x 9 x 3 x 3x 9 lim lim lim x 3 3 3 6 x 3 x 3 x 9 x 9 x 9 x 9 x 9 x 3 x 9 x 3x 9 lim lim lim x 9x 3 x 3 x 3 lim x 3 9 3 6 . Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 51) Seja: Encontre: (a) O limite lateral esquerdo (quando t tende a zero pela esquerda t=-0,00000...1) trata-se da função 𝒈 𝒕 = 𝒕 − 𝟐, uma vez que t < 0. Assim, aplica-se o limite diretamente para obter: . (b) O limite lateral direito (quando t tende a zero pela direita t=0,00000...1) trata-se da função 𝒈(𝒙) = 𝒕𝟐, uma vez que t > 0. Assim, novamente aplica-se o limite diretamente para obter: . (c) Como o valor dos limites laterais são diferentes, o limite de 𝒈(𝒕) quando 𝒙 → 𝟎 não existe. Dicas de Cálculo 67 2 t 0t , g( t ) t 0t 2, t 0 lim g( t ) t 0 lim g( t ) t 0 lim g( t ) t 0 lim t 2 0 2 2 2 2 t 0 lim t 0 0 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 52) Para a função ϕ do gráfico abaixo, encontre: (a) Observando o gráfico percebe-se que quando 𝒙 → −∞ a função se aproxima cada vez mais de 𝒚 = 𝟐 , logo . (b) Também observando o gráfico percebe-se que quando 𝒙 → +∞ a função se aproxima cada vez cada vez mais de 𝒚 = 𝟎 , logo . Dicas de Cálculo 68 x lim ( x ) x lim ( x ) x lim ( x ) 2 x lim ( x ) 0 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 53-58) Encontre os limites: (53) Pode-se reescrever esse limite da seguinte forma: . Analisando dentro dos parênteses tem-se que, como 𝒙 → +∞ esta expressão tende +∞, pois o valor “-100” torna-se insignificante. O valor dentro dos parênteses deve ser multiplicado por “2x” que também tende a infinito e, por fim, somar “5”. Assim, tem-se: . Outra forma de resolver esse exercício é perceber que: sempre que tivermos um limite infinito de funções polinomiais, basta analisar o termo de maior grau (dominante). No caso específico basta calcular: . (54) Neste exercício queremos saber o valor de quando 𝒙 → −∞. Como tem-se valores negativos para 𝒙, isso torna o valor do radicando positivo, o que faz tender a +∞. . Dicas de Cálculo 69 3 x lim( 2x 100x 5 ) x lim 5 x 3 2 x x lim( 2x 100 x 5 ) lim 2x( x 100 ) 5 2 x lim 2x( x 100 ) 5 ( ) 5 5 x x lim 5 x 3 x lim 2x Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 53-58) Encontre os limites: (55) Neste exercício pode-se reescrever a função dividindo o numerador e o denominador por 𝒙𝟐 : . Assim, quando 𝒙 → +∞ tem-se: . Outra forma de resolver esse exercício é perceber que: sempre que tivermos um limite infinito de funções polinomiais, basta analisar o termo de maior grau (dominante) tanto no numerador quanto no denominador. No caso específico basta resolver: . Dicas de Cálculo 70 2 2x 5 x 4 x lim 2x 3 2 2 2 x x 22 5 x 4 x 4 5 x xlim lim 32x 3 2 xx x 2 4 5 5 0 5xlim 3 2 0 2 2 x 2 2x x 5 x 5 5 lim lim 2x 2 2 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (56) Quando aplica-se o limite nesta função tem-se uma divisão de um número “pequeno” por um número negativo muito grande. Assim, quando 𝒚 → −∞ obtém-se: . (57) Quando temos o limite que tende ao infinito de uma função que é formada pela razão de dois polinômios, pode-se levar em consideração apenas os coeficientes de maior ordem (termo dominante) de cada polinômio: . Ao simplificar vamos chegar no mesmo tipo de limite do exercício anterior, em que o divisor é um número muito maior que o dividendo: . Dicas de Cálculo 71 2x x 2 lim x 2x 1 y 3 lim y 4 y 3 3 lim 0 y 4 2x x lim x 2x x x 1 1 lim lim 0 x x Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (58) Neste exercício deve-se primeiramente aplicar a propriedade da raiz de um limite e, em seguida, aplicar a mesma metodologia do exercício anterior, ou seja, quando aparecer um limite infinito da razão de duas funções polinomiais basta analisar os termos de maior grau, tanto do numerador quanto do denominador para obter: . Questão 59-66) Encontre os limites: (59) Neste exercício pode-se reescrevera função dividindo o numerador e o denominador por 𝒙𝟐 e, em seguida, simplificar o numerador colocando o termo 𝒙𝟐 para dentro do radicando : . Por fim, deve-se simplificar e aplicar o limite para obter a resposta: . Dicas de Cálculo 72 7 5 3 7s 3s 4s lim 2s 1 7 5 7 5 7 3 3 3 3 3 7 7 7s s s s 3s 4s 3s 4s 3s 3 3 lim lim lim lim 2s 1 2s 1 2s 2 2 4 2x 3x x lim x 8 44 4 42 2 22x x x 2 2 3x x3x x 3x x xxlim lim lim x 8 x 8x 8 x x 4 4 3 2 x x 22 3x x 1 3 3 0x x lim lim 3 8x 8 1 0 1 xx Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 59-66) Encontre os limites: (60) Novamente aplica-se a propriedade da razão entre dois polinômios, visto que 𝒙 → +∞ : . (61) Neste exercício aplica-se a racionalização, multiplicando e dividindo pelo mesmo fator, procedendo da seguinte forma: Em seguida, aplica-se o limite: . Dicas de Cálculo 73 3 2 3x x 4 x lim 1 x 7 x 2 x lim x 3 x 3 3 2 3 3x x x x 4 x 4 x 4 4 lim lim lim 1 x 7 x 7 x 7 7 2 2 2 2 2 2x x x2 x 3 x x 3 x x 3 x 3 lim lim lim . x 3 x x 3 xx 3 x 2x 3 3 lim 0 x 3 x Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (62) Nesta questão deve-se calcular o limite lateral quando x se aproxima pela direita de 0, onde os valores são positivos e cada vez menores. Como a variável x está no denominador do expoente, o expoente se torna muito grande, ou seja, +∞ . Assim o limite resulta em: . (63) Nesta questão calcula-se o limite lateral do outro lado, ou seja, quando x se aproxima pela esquerda de 0 (valores negativos). Da mesma forma do exercício anterior, a variável x está no denominador do expoente, porém, neste caso, o expoente se torna muito grande negativamente, ou seja, −∞ . Assim o limite resulta em: . Dicas de Cálculo 74 1 x x 0 lim e 1 x x 0 lim e 1 x x 0 lim e e 1 x x 0 1 lim e e 0 e Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (64) Aqui tem-se uma função exponencial. Aplicando o mesmo raciocínio das questões anteriores. Como 𝒙 → −∞ , tem-se valores negativos. Portanto, funções com expoentes negativos podem serem reescritas da seguinte forma: . (65) Quando x tende a 1 pela esquerda, o logaritmando se aproxima cada vez mais de zero pela direita (valor positivo). Um número muito próximo de zero pode ser escrito da forma 1 10𝑛 quando n → +∞, logo pode-se reescrever o limite da seguinte forma: . Assim, quando n → +∞ o logaritmo de um valor muito pequeno (próximo de zero positivo) tende a −∞ (lembrar do gráfico do logaritmo natural). Portanto: . Dicas de Cálculo 75 x x x xx e e lim e e x 1 lim ln( 1 x ) x x x xx 1 e e e e e 0 e eelim 1 1e e e e 0 e e e e nnn nx 1 1 lim ln( 1 x ) lim ln lim ln 10 10 n n lim ln 10 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (66) Inicia-se reescrevendo este limite aplicando a propriedade da divisão dos logaritmos como: . Em seguida, podemos reescrever o numerador pelo produto notável do produto da soma pela diferença e fazer a simplificação apropriada: . Por fim deve-se apenas aplicar o limite para encontrar a resposta final: . Dicas de Cálculo 76 2 x lim ln( x 1 ) ln( x 1 ) 2 2 x x x 1 lim ln( x 1 ) ln( x 1 ) lim ln x 1 2 x x x x 1 ( x 1 )( x 1 ) lim ln lim ln lim ln( x 1 ) x 1 x 1 x lim ln( x 1 ) Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 67-72) Calcule os limites aplicando os limites fundamentais. (67) Observando este limite percebe-se um formato semelhante ao limite fundamental: . Deste modo deve-se manipular o limite apresentado neste exercício para utilizar o limite fundamental. Inicia-se multiplicando o numerador e o denominador por 3 e aplicando as propriedades dos limites para obter: . Em seguida, deve-se fazer uma troca de variável 𝒖 = 𝟑𝒙. Com isto deve- se também analisar quando 𝒙 → 𝟎, então 𝒖 → 𝟎. Assim, tem-se: . Para finalizar basta aplicar o limite fundamental e chegar na resposta final: . Dicas de Cálculo 77 x 0 sen( 3x ) lim x x 0 sen( x ) lim 1 x x 0 x 0 x 0 sen( 3x ) 3sen( 3x ) sen( 3x ) lim lim 3 lim x 3x 3x x 0 u 0 sen( 3x ) sen( u ) 3 lim 3 lim 3x u u 0 sen( u ) 3 lim 3 1 3 u Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (68) Este limite é um pouco mais trabalhoso, mas não difícil. Primeiramente deve-se separar em dois termos: . Em seguida, multiplicar o numerador e denominador de cada termo para realizar o produto notável do produto da soma pela diferença: . Ao realizar a multiplicação fica-se com: . Ao aplicar a identidade trigonométrica: 𝐬𝐞𝐧𝟐 𝒙 + 𝐜𝐨𝐬𝟐 𝒙 = 𝟏 tem-se: . Dicas de Cálculo 78 x 0 2 cos( 3x ) cos( 4 x ) lim x x 0 x 0 2 cos( 3x ) cos( 4 x ) 1 cos( 3x ) 1 cos( 4 x ) lim lim x x x x 0 1 cos( 3x ) 1 cos( 3x ) 1 cos( 4 x ) 1 cos( 4 x ) lim x 1 cos( 3x ) x 1 cos( 4 x ) 2 2 x 0 1 cos ( 3x ) 1 1 cos ( 4 x ) 1 lim x 1 cos( 3x ) x 1 cos( 4 x ) 2 2 x 0 x 0 s en ( 3x ) 1 s en ( 4 x ) 1 lim x 1 cos( 3x ) x 1 cos( 4 x ) s en( 3x ) s en( 3x ) s en( 4 x ) s en( 4 x ) lim x 1 cos( 3x ) x 1 cos( 4 x ) Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Continuação da Questão 68) Deste ponto em diante é análogo ao exercício anterior, na qual deve-se multiplicar cada termo pela constate que está dentro do arco: . Em seguida, separa-se em dois limites fazendo uma troca de variável 𝒖 = 𝟑𝒙 e 𝒗 = 𝟒𝒙. Com isto deve-se também analisar quando 𝒙 → 𝟎, então 𝒖 → 𝟎 e 𝒗 → 𝟎 . Assim, aplicando os limites tem-se: . . (69) Observando este limite percebe-se a semelhança ao limite fundamental: . Deste modo, manipula-se este limite dado para aplicar o limite fundamental. Inicia-se fazendo uma troca de variável 𝒙 = 𝟑𝒖 . Quando 𝒙 → +∞ , então 𝒖 → +∞ e aplicando a propriedade da potência dos limites tem-se: .Assim, aplicando o limite fundamental fica-se com: . Dicas de Cálculo 79 x x 3 lim 1 x x 0 s en( 3x ) s en( 3x ) s en( 4 x ) s en( 4 x ) lim x 1 cos( 3 3x ) 4 3 4 x 1 cos( 4 x ) u 0 v 0 s en( u ) 3 s en( u ) s en( v ) 4 s en( v ) 0 0 lim lim 1 1 0 u 1 cos( u ) v 1 cos( v ) 2 2 x x 1 lim 1 e x 3 x 3u u x u u 3 1 1 lim 1 lim 1 lim 1 x u u 3 u 3 3u 1 1 lim 1 ( e ) u e Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ 70) Ao observar este limite pode-se ter um pouco mais de dificuldade de perceber de qual limite fundamental estamos tratando, pois temos que fazer uma mudança de variável para tomar forma. Faz-se a seguinte mudança 𝒖 = 𝒙𝟐 − 𝟑. Com isto deve-se também analisar quando 𝒙 → +∞, então também 𝒖 → +∞: . Assim, aplicando a propriedade da potência obtém-se: . Em seguida, deve-se utilizar a propriedade da multiplicação dos limites para obter: . Fazendo uma nova mudança de variável, 𝒖 = 𝟒𝒗, nota-se que quando 𝒖 → +∞, então 𝒗 → +∞. Aplicando a propriedade da potência de limites chega-se a resposta final: . Dicas de Cálculo 80 2 x 2 2x x 1 lim x 3 2 x u 3 u 32 2x u u x 1 u 4 4 lim lim lim 1 x 3 u u u 3 u 3 u u 4 4 4 lim 1 lim 1 1 u u u u 3 u 3 u u u 4 4 4 4 lim 1 1 lim 1 lim 1 u u u u u 3 4 v 3 u u v u 4 3v 4 3 4 u v u 4 4 1 4 lim 1 lim 1 lim 1 lim 1 u u v u 1 4 lim lim 1 lim 1 e 1 e v u Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (71) Observando este limite percebe-se a forma do limite fundamental: . Assim, tem-se uma aplicação direta dele fazendo apenas o uso da regra da potência: . (72) Neste exercício podemos utilizar o mesmo limite fundamental do exercício anterior. Fazendo a mudança de variável, 𝒖 = 𝒙 − 𝟐 tem-se que quando 𝒙 → 𝟐 a nova variável 𝒖 → 𝟎: . Por fim, aplicando o limite fundamental chega-se a resposta: . Dicas de Cálculo 81 3 x x 0 e 1 lim x x x 0 a 1 lim lna x x 33 x 3 x 0 x 0 e 1e 1 lim lim lne 3 x x Resolução Exercícios Limites e Continuidade x 2 x 2 10 1 lim x 2 x 2 u x 2 u 0 10 1 10 1 lim lim x 2 u u u 0 10 1 lim ln10 u L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 73-75) Encontre os pontos x, se houver, nos quais f não é contínua. Lembrando que para uma função f(x) ser continua ela deve: • estar definida para x pertencente ao domínio; • existir limite em todo domínio; • e o limite de f(x) para todo 𝒙 → 𝒂 deve ser igual a f(a). (73) Nesta função temos a razão entre duas funções polinomiais que, por sua vez, são continuas em todo domínio. Entretanto, por ser uma divisão deve-se ter o cuidado ao analisar a função do denominador, pois ela não pode ser igual zero em nenhum ponto do domínio. Assim, ao construir o gráfico ou analisando a função percebe-se que ela sempre é positiva, pois a variável independente x está elevada ao quadrado e ainda são somadas mais 4 unidades. Deste modo, f(x) é contínua. (74) Este é semelhante ao exercício anterior, entretanto percebe-se que possui alguns pontos onde a função não está definida. Como no ponto x=0, pois no primeiro termo da função o denominador assume o valor de 0 tornando-a indefinida. Já o segundo termo os pontos de indefinição são quando 𝒙𝟐 − 𝟏 = 𝟎. Assim, obtém-se x=1 e x=-1. Portanto, f(x) é descontínua em {-1,0,1}. Dicas de Cálculo 82 Resolução Exercícios Limites e Continuidade 2 x 2 f ( x ) x 4 2 3 x 1 f ( x ) x x 1 L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (75) Começa-se observando que esta função está definida para todo domínio, visto que o único ponto de indefinição poderia ser em x=0 na segunda parte de f(x), mas como ela é valida para pontos maiores do que 4, ela está definida para todo x. Ao analisar o limite das duas funções dentro dos seus domínios, percebe-se que para todo x elas possuem limite. Assim, analisa-se o limite no ponto x=4, aplicando os limites laterais: . Logo, como os limites laterais são iguais, tem-se: . Por fim, deve-se analisar se: . Como são iguais, f(x) é contínua. Dicas de Cálculo 83 2x 3, x 4 f ( x ) 16 7 , x 4 x x 4 x 4 16 lim 2x 3 11 lim 7 11 x x 4 lim f ( x ) 11 x 4 lim f ( x ) f ( 4 ) 11 2( 4 ) 3 11 11 Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ Questão 76) Em qual dos seguintes intervalos é contínua? (a) [𝟐,+∞) (b) [−∞,+∞) (c) (𝟐,+∞) (d) [𝟏, 𝟐) Como f(x) é uma função racional, ela é contínua para todo x, exceto nos pontos onde o denominador é zero, ou seja, ela á contínua para os pontos nos quais a função está definida. Note que tem-se também uma função raiz quadrada, então f(x) só está definida para 𝑥 − 2 > 0. Logo, f(x) está definida quando x for maior de 2, ou seja, ela é contínua em (𝟐,+∞). Questão 77-78) Encontre os valores de x (se existirem) nos quais f não é contínua e determine se cada um desses valores é uma descontinuidade removível. Obs: Uma função tem uma descontinuidade removível em 𝒙 = 𝒂 se o limite de f(x) existe em 𝒂, mas ou ainda, porque f(a) está indefinida nesse ponto ou o valor de f(a) difere do limite. Dicas de Cálculo 84 1 f ( x ) x 2 x a lim f ( x ) f ( a ) Resolução Exercícios Limites e Continuidade L ic en se d t o W el lin g to n L eo n ar d o d a S ilv a - le o w el ls ilv a@ g m ai l.c o m - 7 49 .5 56 .6 73 -6 8 - H P 09 81 51 55 92 69 42 http://www.dicasdecalculo.com.br/ (77) Esta função pode ser reescrita da forma: , que é uma reta, entretanto tem-se o ponto onde a função não está definida que satisfaz a equação 𝒙 + 𝟑 = 𝟎, ou seja, em 𝒙 = −𝟑. Assim, como uma reta é contínua em todo domínio, ela possui limite para todo x, todavia tem-se o ponto de descontinuidade 𝒙 = −𝟑 que é uma descontinuidade removível. (78) Como f(x) possui módulo deve-se separar o problema em duas partes: • 𝑥 ≥ 0 Que é uma função constante, contínua para todo x. Como no caso anterior tem-se uma descontinuidade em 𝒙 = 2 que é uma descontinuidade removível. • 𝑥 < 0 É fácil ver que em x=-2 temos uma descontinuidade, pois o denominador de anula. Como é um ponto onde a função não está definida, 𝒙 = - 2 é uma descontinuidade removível. Dicas de Cálculo 85 2 x 3x f ( x ) x 3 x 2 f ( x ) x 2 2
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