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Princípios do limite e continuidade Prof.ª Ana Lúcia de Sousa Descrição Introdução ao estudo de limite e continuidade de funções de uma variável, cálculo de limites de funções que apresentam indeterminações, cálculo de limites laterais e análise da continuidade de funções. Propósito Compreender o conceito de limite, já que grande parte do desenvolvimento teórico do cálculo é feita utilizando essa noção. Objetivos Módulo 1 Limite de funções Identificar intuitivamente o conceito de limite de funções. Módulo 2 Limites de funções algébricas com indeterminações Calcular limites de funções algébricas com indeterminações. 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 1/37 Módulo 3 Limites laterais Calcular limites laterais. Módulo 4 Continuidade das funções Reconhecer a continuidade de funções. Introdução Você já se perguntou por que é importante estudar os princípios de limite e continuidade? Neste vídeo, vamos entender a importância de conhecer os princípios de limite e continuidade para os estudos de métodos quantitativos. Confira! 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 2/37 1 - Limite de funções Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car intuitivamente o conceito de limite de funções. Conceito de limite de funções Agora que já conhecemos a importância dos princípios de limite e continuidade, vamos analisar, a partir do gráfico de uma função polinomial do primeiro grau, o comportamento da função em determinado ponto do domínio a fim de compreender o conceito de limite de funções. O que é limite de funções? Veja a seguir o conceito de limite. Vamos relembrar? Se se aproxima de um número real à medida que se aproxima de um número real de ambos os lados, então é o limite de quando se aproxima de . Esse comportamento é representado por: f(x) L x a L f(x) x a lim x→a f(x) = L 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 3/37 Observe que o limite de uma função polinomial pode ser determinado por meio da substituição direta. Agora, vamos conhecer alguns exemplos. Exemplo 1 Determine Como devemos proceder? Tente resolver o problema e veja a solução a seguir. Dica: Basta substituir na função. Solução: Exemplo 2 Determine o limite Que tal praticar mais uma vez? Tente resolver o problema e veja a solução a seguir. Dica: A substituição ocorre no numerador e no denominador da função. Solução: Exemplo 3 Solução: Exemplo 4 Solução: limx→2 (2x2+ 3x− 1) x = 2 limx→2 (2x2+ 3x− 1) = 2(2)2+ 3(2) − 1 = 2.4 + 6 − 1 = 8 + 6 − 1 = 13 limx→−1 3x2+2x−3 2x−1 lim x→−1 3x2+ 2x− 3 2x− 1 = 3(−1)2+ 2(−1) − 3 2(−1) − 1 = 3.1 − 2.1 − 3 −2 − 1 = 3 − 2 − 3 −2 − 1 = −2 −3 = 2 3 Determine o limite limx→−1( x2+x−3 2x−1 ) 2 lim x→1 ( x2+ x− 3 2x− 1 ) 2 = (−1 2+ 1 − 3 2.−1 − 1 ) 2 = ( 1 + 1 − 3 2 − 1 ) 2 = (−1 −1 ) 2 = (−1)2 = 1 Determine o limite limx→−2√ x3+3x2−3x+3 x3+4x+2 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 4/37 Depois de conhecer os limites de funções, e ver alguns exemplos, chegou a hora de resolver algumas questões sobre o assunto. Atividade discursiva Se é uma função real de variável real, definida por O limx→ -3 será: Digite sua resposta aqui Chave de resposta No cálculo do limite, interessa analisar o comportamento da função quando se aproxima de e não o que ocorre com a função quando -3. Assim temos: Atividade discursiva Digite sua resposta aqui Chave de resposta O limite da função dada será calculado através da substituição direta, isto é, substituindo o pelo valor para o qual ele está se aproximando, nesse caso . lim x→−2 √ x3+ 3x2− 3x+ 3 x3+ 4x+ 2 =√ (−2)3+ 3(−2)2− 3(−2) + 6 (−2)3+ 4(−2) + 2 =√ −8 + 3 ⋅ 4 + 6 + 6 4 − 8 + 2 =√ −8 + 4 y = f(x) f(x) = {−x 2+ 3x+ 9 se x ≠ −3 5 se x = −3 f(x) x −3 x = lim x→−3 f(x) lim x→−3 −x2+ 3x+ 9 = −(−3)2+ 3(−3) + 9 = −9 − 9 + 9 O limite limx→2√ 2x2+3x+2 6−2x é igual a: x 2 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 5/37 Atividade discursiva Digite sua resposta aqui Chave de resposta O limite da função será calculado por meio da substituição direta, isto é, substituindo o x pelo valor para o qual ele está se aproximando; nesse caso, 2. Atividade discursiva Digite sua resposta aqui Chave de resposta O limite da função será calculado por meio da substituição direta, isto é, substituindo o x pelo valor para o qual ele está se aproximando; nesse caso, 1/2. lim x→2 √2x2+ 3x+ 2 6 − 2x =√ 2(2)2+ 3(2) + 2 6 − 2(2) = √2.4 + 3(2 6 − 2(2 O limite limx→2( 3x2−2x−2 −x2+2x+4 ) 3 é igual a: lim x→2 ( 3x2− 2x− 2 −x2+ 2x+ 4 ) 3 = ( 3(2)2− 2(2) − 2 −(2)2+ 2(2) + 4 ) 3 = ( 3.4 2 −4 O limite limx→ 1 2 2x2+5x+3 x2−5x+1 é igual a: lim x→ 1 2 2x2+ 5x+ 3 x2− 5x+ 1 = 2( 12 ) 2 + 5 ( 12 )+ 3 ( 12 ) 2 − 5 ( 12 )+ 1 = 2 ⋅ 14 + 5 ( 12 ) ( 12 )− 5 ( 12 ) 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 6/37 Falta pouco para atingir seus objetivos. 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 7/37 Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Parabéns! A alternativa D está correta. Vamos calcular primeiro o limite da função quando $x$ se aproxima de $2 .$ Questão 2 (UFU) Sabendo-se que lim x→2 x+ 3m x−m = 4 3 ,x ≠ m, então podemos afirmar que: A m é maior do que 4. B m é menor do que -4. C m ∈ [1; 4] D m ∈ [−4; 1] E m ∈ [−1, 4] limx→2 2 + 3m 2 −m = 4 3 lim x→2 x+ 3m x−m = 2 + 3m 2 −m 2 + 3m 2 −m = 4 3 3 ⋅ (2 + 3m) = 4 ⋅ (2 −m) 6 + 9m = 8 − 4m 9m+ 4m = 8 − 6 9m+ 4m = 8 − 6 ⇒ 13m = 2 ⇒ m = 2/13 ∈ [−4; 1] 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 8/37 Parabéns! A alternativa C está correta. O limite da função será calculado através da substituição direta, isto é, substituindo o x pelo valor para o qual ele está se aproximando; nesse caso, 2 - Limites de funções algébricas com indeterminações Ao �nal deste módulo, você será capaz de calcular limites de funções algébricas com indeterminações. Limites de funções algébricas com (UEL) O valor do limite lim x→2 x− 3 x+ 1 2 é: A -5/2 B -3/2 C -2/5 D -1 E -2 2. lim x→2 x− 3 x+ 1 2 = 2 − 3 2 + 1 2 = −1 4+1 2 = −1 5 2 = −1 ⋅ 2 5 = −2 5 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 9/37 indeterminações Sabemos que o limite de funções pode ser calculado por meio da substituição direta. Entretanto, há funções cujo limite nem sempre pode ser encontrado dessa forma. Vamos conhecer um pouco mais sobre funções algébricas com indeterminações. Funções algébricas com indeterminações Veja um exemplo dessas funções. Vamos relembrar? No cálculo de limites de funçôes com indeterminação do tipo , podemos recorrer aos casos de fatoração de expressões algébricas com a finalidade de cancelar a indeterminação. Uma vez que ela é cancelada, podemos determinar o limite da função por meio da substituição direta. Antes de desenvolvermos a parte algébrica (ou usar os casos de fatoração), devemos verificar se o cálculo do limite gera uma indeterminação do tipo . Agora, vamos conhecer alguns exemplos. Exemplo 1 Solução: Dica: Note que tanto o numerador como o denominador se anulam para x = 1. 0 0 0 0 Determine o limite da função lim x→1 3x− 3 x2− 1 . lim x→1 3x− 3 x2−1 = 3(1) − 3 (1)2− 1 = 3 − 3 1 − 1 = 0 0 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 10/37 Exemplo 2 Solução: Continuando a solução: Legenda Exemplo 3 Solução: Agora basta calcular o limite lim x→1 3 x+ 1 . lim x→1 3 x+ 1 = 3 (1 + 1) = 3 2 Determine o limite da função lim x→4 x2− 16 x2− 4x lim x→4 x2− 16 x2− 4x = (4)2− 16 (4)2− 4(4) = 16 − 16 16 − 16 = 0 0 Agora basta calcular o limite lim x→4 (x+ 4) x . lim x→4 (x+ 4) x = 4 + 4 4 = 8 4 = 2 Determine o limite da função lim x→1 x3− 1 x− 1 . 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 11/37 Fatoração da expressão Exemplo 4 Solução: Observação: Fatoração do trinômio: , com . , em que e são as raízes reais da equação Fatoração da expressão Fazendo , temos uma equação do grau com raízes e lim x→1 x3− 1 x− 1 = (1)3− 1 (1) − 1 = 1 − 1 1 − 1 = 0 0 x3− 1 a3− b3 = (a− b) (a2+ ab+ b2) x3− 13 = (x− 1) (x2+ x.1 + 12) = (x− 1) (x2+ x+ 1) Agora basta calcular o limite lim x→1 (x2+ x+ 1) lim x→1 (x2+ x+ 1) = (1)2+ 1 + 1 = 3 Determine o limite da função lim x→−5 x2+ 3x− 10 x+ 5 . lim x→−5 x2+ 3x− 10 x+ 5 = (−5)2+ 3(−5) − 10 −5 + 5 = 0 0 ax2+ bx+ c a ≠ 0 ax2+ bx+ c = a (x− x1) (x− x2) x1 x2 ax2+ bx+ c = 0 x2+ 3x− 10. x2+ 3x− 10 = 0 2∘ x1 = 2 x2 = −5 x2+ 3x− 10 = (x− 2)(x− (−5)) = (x− 2)(x+ 5) 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 12/37 Depois de conhecer os limites de funções algébricas com indeterminações, e ver alguns exemplos, chegou a hora de resolver algumas questões sobre o assunto. Atividade discursiva Se é uma função real de variável real definida por , entåo podemos afirmar que é igual a: Digite sua resposta aqui Chave de resposta No cálculo do limite de , interessa analisar o comportamento da função quando se aproxima de 1 e não o que ocorre com a função quando : Note que tanto o numerador como o denominador se anulam para . Fatoração da expressão . Agora basta calcular o limite lim x→−5 (x− 2) lim x→−5 (x− 2) = −5 − 2 = −7 f(x) f(x) = { x2−3x+2 x−1 se x ≠ 1 3 se x = 1 limx→1 f(x) f(x) x x = 1 lim x→1 x2− 3x+ 2 x− 1 = 0 0 x = 1 x2− 3x+ 2 = (x− 1)(x− 2) limx→1 x2−3x+2 x−1 = (x−1)(x−2) x−1 = x− 2 = 1 − 2 = −1 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 13/37 Atividade discursiva Digite sua resposta aqui Chave de resposta Note que tanto o numerador como o denominador se anulam para . Atividade discursiva Digite sua resposta aqui Chave de resposta Note que tanto o numerador como o denominador se anulam para . O limite lim x→ 3 2 4x2− 9 2x− 3 é igual a: lim x→ 3 2 4x2− 9 2x− 3 = 0 0 x = 3/2 lim x→ 3 2 4x2− 9 2x− 3 = (2x− 3)(2x+ 3) 2x− 3 = 2x+ 3 = 2( 3 2 )+ 3 O limite lim x→a x4− a4 x− a é igual a: lim x→a x4− a4 x− a = 0 0 x = a lim x→a x4− a4 x− a = (x2− a2) (x2+ a2) x− a = (x− a)(x+ a) (x2 x− a 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 14/37 Atividade discursiva Digite sua resposta aqui Chave de resposta Note que tanto o numerador como o denominador se anulam para . Observação: O limite lim h→0 (3 + h)2− 9 h é igual a: lim h→0 (3 + h)2− 9 h = 0 0 h = 0 (3 + h)2 = (3)2+ 2.3.h+ (h)2 = 9 + 6h+ h2 lim h→0 (3 + h)2− 9 h = 9 + 6h+ h2− 9 h = 6h+ h2 h = 6 + h 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 15/37 Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 (PUC-SP) O limite lim x→2 x2− 4x+ 4 x− 2 A não existe. B não é nenhum número real. C vale 0. D vale 1. 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 16/37 Parabéns! A alternativa C está correta. Note que tanto o numerador como o denominador se anulam para . Fatoração da expressão . Questão 2 Parabéns! A alternativa D está correta. Note que tanto o numerador como o denominador se anulam para . Fatoração da expressão . E vale 2. lim x→2 x2− 4x+ 4 x− 2 = 0 0 x = 2 x2− 4x+ 4 = (x− 2)(x− 2) lim x→2 x2− 4x+ 4 x− 2 = (x− 2)(x− 2) (x− 2) = x− 2 = 2 − 2 = 0 O limite lim x→−2 8 + x3 4 − x2 é igual a: A 0 B 1 C 2 D 3 E -1 lim x→−2 8 + x3 4 − x2 = 0 0 x = −2 8 + x3 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 17/37 3 - Limites laterais Ao �nal deste módulo, você será capaz de calcular limites laterais. Limites laterais Vamos identificar agora o conceito de limites laterais e como calculá-los em uma função. Além disso, vamos analisar a existência do limite a partir dos resultados dos limites laterais. Agora observe que: a3+ b3 = (a+ b) (a2− ab+ b2) 8 + x3 = 23+ x3 = (2 + x) (22− 2x+ x2) = (2 + x) (4 − 2x+ x2) lim x→−2 8 + x3 4 − x2 = (2 + x) (4 − 2x+ x2) (2 − x)(2 + x) = (4 − 2x+ x2) (2 − x) = 4 − 2(−2) + (−2)2 2 − (−2) = 4 + 4 + 4 2 + 2 = 12 4 = 3 Considere a função f(x) = x+ 2. Verificamos o limite dessa função quando ( se aproxima de 3). x→ 3 x Verificamos o limite dessa função quando ( se aproxima de 3). x→ 3 x 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 18/37 Então, temos a seguinte função: A partir desse comportamento, definimos limites laterais: Limite lateral à esquerda Escrevemos assim o limite de uma função f(x), quando x se aproxima de a pela esquerda, é L. Usamos para indicar que os valores de são menores que . Limite lateral à direita Escrevemos assim o limite de uma função f(x), quando x se aproxima de a pela direita, é L. Usamos para indicar que os valores de são maiores que . Nas duas situações, vimos que os valores de se aproximam de 5. f(x) Concluímos que o limite da função existe, pois os valores encontrados à direita e à esquerda de 3 são iguais a 5. lim x→3 (x+ 2) = 3 + 2 = 5 x→ a− x a x→ a+ x a. 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 19/37 O limite da quando tende a 3 pela direita é igual a 5 e indicamos por: O limite da quando tende a 3 pela esquerda é igual a 5 e indicamos por: Observe que: (i) Sendo , o limite de uma função existe quando os limites laterais são iguais. (ii) Sendo , o limite da função não existe quando os limites laterais são diferentes. Exemplos Agora, vamos conhecer alguns exemplos de limites laterais. Problema com limites laterais - exemplo 1 Veja a solução de um problema com limites laterais. Exemplo 2 Solução: Por exemplo, com relação ao limite lim x→3 (x+ 2) = 5, temos: f(x) x lim x→3n +(x+ 2) = 3 + 2 = 5 f(x) x lim x→3n −(x+ 2) = 3 + 2 = 5 x→ a x→ a Determine, caso exista, o limite lim x→2 f(x) f(x) = { 3x+ 1 se x > 2 −2x+ 4 se x ≤ 2 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 20/37 Vamos verificar o valor da próximo de 2, e não em Para , temos: Exemplo 3 Solução: Vamos verificar o valor da próximo de Para , temos: Note que os limites laterais são diferentes. O limite da função não existe no ponto 2. Depois de conhecer os limites laterais, e ver alguns exemplos, chegou a hora de resolver algumas questões sobre o assunto. Atividade discursiva Seja uma funçåo definida por O limite limx→ -2 é igual a: f(x) x = 2. x < 2, f(x) = −2x+4 lim x→2− f(x) = lim x→2− (−2x+ 4) = −2(2) + 4 = 0 Para x > 2, f(x) = 3x+ 1, temos: lim x→2+ f(x) = lim x→2+ (3x+ 1) = 3(2) + 1 = 7 Veja que os limites laterais existem, mas são diferentes. Logo, o limite lim x→2 f(x) não existe. Determine, caso exista, o limite de f(x) quando x tende para 2. f(x) = ⎧⎪⎨⎪⎩ x− 2 se x < 0 x2+ 1 se 0 ≤ x ≤ 2 x+ 4 se x > 2 f(x) 2. x > 2, f(x) = x+ 4 lim x→2+ f(x) = lim x→2+ (x+ 4) = 2 + 4 = 6 Para x < 2, f(x) = x2+ 1, temos: lim x→2− f(x) = lim x→2− (x2+ 1) = (2)2+ 1 = 4 + 1 = 5 f(x) f(x) = {5x− 3 se x ≤ −2 4x+ k se x > −2 f(x) 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 21/37 Digite sua resposta aqui Chave de resposta Verificando os limites laterais: Para , temos: Para , temos: A função existe quando os limites laterais existem e são iguais, então basta igualar os resultados para encontrar o valor de . Atividade discursiva Seja uma funçåo definida por O limite é igual a: Digite sua resposta aqui Chave de resposta Verificando o limite lateral à esquerda. Para , consideramos a função . O limite da função será calculado pela substituição direta, isto é, substituindo o pelo valor para o qual ele está se aproximando; x > −2, f(x) = 4x+ k lim x→−2+ f(x) = lim x→−2+ (4x+ k) = 4(−2) + k = −8 + k x < −2, f(x) = 5x− 3 lim x→−2− f(x) = lim x→−2 (5x− 3) = 5(−2) − 3 = −10 − 3 = −1 k −8 + k = −13 ⇒ k = −13 + 8 ⇒ k = −5 f(x) f(x) = {1 − cosx se x ≤ 0 x2+ 4 se x > 0 limx→0− f(x) x < 0 f(x) = 1 − cosx x 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 22/37 nesse caso, 0 . Atividade discursiva Seja uma função definida por O limite é igual a: Digite sua resposta aqui Chave de resposta Verificando o limite lateral à esquerda. Para , consideramos a função . Temos: O limite da função será calculado pela substituição direta, isto é, substituindo o x pelo valor para o qual ele está se aproximando; nesse caso, . O limite da função será calculado pela substituição direta, isto é, substituindo o x pelo valor para o qual ele está se aproximando; nesse caso, . Atividade discursiva Seja uma função definida por O valor da constante a para que exista é: lim x→0− f(x) = lim x→0− (1 − cosx) = 1 − cos 0 = 1 − 1 = 0 f(x) f(x) = ⎧⎪⎨⎪⎩ 3√1 + x se x < −1 2√1 − x2 se − 1 ≤ x ≤ 1 3√x− 1 se x > −1 limx→−1− f(x) x < −1 f(x) = 3√(1 + x) −1 −1 lim x→−1− f(x) = lim x→−1− 3√1 + x = 3√1 + (−1) = 3√1 − 1 = 0 f(x) f(x) = { 2 + ax− x2 se x ≥ 2 x2−4 x−2 se x < 2 limx→2 f(x) 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 23/37 Digite sua resposta aqui Chave de resposta Calculando os limites laterais: Para , temos: Para temos: A função existe quando os limites laterais existem e são iguais. Vamos igualar os resultados para encontrarmos o valor de . x > 2, f(x) = 2 + ax− x2 lim x→2+ f(x) = lim x→2+ (2 + ax− x2) = 2 + a(2) − (2)2 = 2 + 2 x < 2, f(x) = x2−4 x−2 lim x→2− f(x) = lim x→2− x2− 4 x− 2 = (x− 2)(x+ 2) x− 2 = x+ 2 = 2 + k 2a− 2 = 4 ⇒ 2a = 6 ⇒ a = 3 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 24/37 Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Dada a marque a alternativa que indica o limite f(x) = {x 2− 3x+ 2 se x ≤ 3 8 − 2x se x > 3 lim x→3 f(x). A 0 B 1 C 2 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 25/37 Parabéns! A alternativa C está correta. Para , temos: Para , temos: Como os limites laterais são iguais, o limite da funçăo existe. Questão 2 Seja marque a alternativa que indica o limite Parabéns! A alternativa D está correta. Verificando o limite lateral à direta: Para , consideramos a funçåo . D 3 E 4 x > 3, f(x) = 8 − 2x lim x→3 f(x) = lim x→3 (8 − 2x) = 8 − 2(3) = 2 x < 3, f(x) = x2− 3x+ 2 lim x→3− f(x) = lim x→3− (x2− 3x+ 2) = (3)2− 3(3) + 2 = 2 lim x→3− f(x) = 2 f(x) = { x− 1 se x ≤ 2 3x− 7 se x > 2 lim x→2+ f(x) A 0 B 1 C 2 D -1 E -2 x > 2 f(x) = 3x− 7 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 26/37 O limite da função será calculado pela substituição direta, isto é, substituindo o pelo valor para o qual ele está se aproximando; nesse caso, 4 - Continuidade das funções Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer a continuidade de funções. Conceito de continuidade de funções Quando falamos que uma função é contínua em determinado ponto do domínio, por exemplo , queremos dizer que o gráfico dessa função não apresenta quebras, ou buracos. Ou seja, não ocorre nenhuma interrupção no gráfico da função no ponto . Uma função f(x) é contínua em determinado ponto, , do domínio se as seguintes condições são satisfeitas: x 2. lim x→2+ f(x) = lim x→2+ (3x− 7) = 3(2) − 7 = −1 f(x) x = a f(x) a x = a A função é definida no ponto ou seja, existe;a f(a) limite lim x→a f(x) existe; 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 27/37 Uma função não é contínua (ou descontínua) no ponto quando não existe , se não existe , ou se Atenção! As funções elementares são funções contínuas. Exemplos Agora, vamos conhecer alguns exemplos de continuidade de funções. Continuidade de funções - exemplo 1 Veja a solução de um problema com continuidade de funções. Exemplo 2 Solução: lim x→a f(x) = f(a) x = a f(a) limx→a f(x) limx→a f(x) ≠ f(a) Analise se a função f(x) é contínua no ponto x = 2. f(x) = {3x+ 1 se x > 2 −2x+ 4 se x ≤ 2 Verificar se a função f é definida no ponto x = 2. f(x) = −2x+ 4 f(2) = −2(2) + 4 f(2) = 0 Verificar se o limite lim x→2 f(x) existe. 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 28/37 Cálculo dos limites laterais. Para , temos: Exemplo 3 Solução: Verificar se a função f é definida no ponto . Cálculo dos limites lateraís. Para , temos: Como os limites laterais existem e são iguais a 1, concluímos que o limite da função existe. Exemplo 4 x < 2, f(x) = −2x+ 4 f(x) = −2x+ 4 f(2) = −2(2) + 4 f(2) = 0 Para x > 2, f(x) = 3x+ 1, temos: lim x→2− f(x) = lim x→2− f(3x+ 1) = 3(2) + 1 = 7 Analise se a função f(x) é contínua no ponto x = 1. f(x) = ⎧⎪⎨⎪⎩2x2− 3x+ 2 se x < 1 2 se x = 1 2 − x2 se x > 1 x = 1 f(1) = 2 Verificar se o limite limx→1 f(x) existe. x < 1, f(x) = 2x2− 3x+ 2 lim x→1− f(x) = lim x→1− = (2x2− 3x+ 2) = 2(1)2− 3(1) + 2 = 1 Para x > 1, f(x) = 2 − x2, temos: lim x→1+ f(x) = lim x→1+ = (2 − x2) = 2 − (1)2 = 1 lim x→1 f(x) = 1 Veja que lim x→1 f(x) ≠ f(1). Logo, a função não é contínua em x = 1. 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 29/37 Solução: Verificar se a função f é definida no ponto . Depois de conhecer as continuidades de funções e ver alguns exemplos, chegou a hora de resolver algumas questões sobre o assunto. Atividade discursiva Seja uma função definida por O valor da constante k para que a funçåo seja contínua em é igual a: Digite sua resposta aqui Chave de resposta Para ser contínua em , temos que fazer Analise se a função f(x) é contínua no ponto x = 1. f(x) = { x2−1 x−1 se x ≠ 1 1 se x = 1 x = 1 f(1) = 1 Verificar se o limite lim x→1 f(x) existe. lim x→1 f(x) = lim x→1 x2− 1 x− 1 = (x− 1)(x+ 1) x− 1 = x+ 1 = 1 + 1 = 2 lim x→1 f(x) = 2 Veja que lim x→1 f(x) ≠ f(1). Logo,a função não é contínua em x = 1. f(x) f(x) = { x2−5x+6 x−2 se x ≠ 2 k se x = 2 x = 2 f(x) x = 2 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 30/37 Atividade discursiva Seja uma funçåo definida por O valor da constante para que a funçåo seja contínua em é igual a: Digite sua resposta aqui Chave de resposta Para ser contínua em , temos que fazer Cálculo dos limites laterais: Para , temos: Para , temos: Atividade discursiva As abscissas dos pontos de descontinuidade da funçăo formam o conjunto: lim x→2 f(x) = f(2) f(x) = x2− 5x+ 6 x− 2 = (x− 2)(x− 3) x− 2 = x− 3 lim x→2 f(x) = lim x→2 x− 3 = 2 − 3 = −1 f(2) = a lim x→2 f(x) = f(2) ⇒ a = −1 f(x) f(x) = {xe x2 se x ≥ 1 kx2 se x < 1 k x = 1 f(x) x = 1 lim x→1 f(x) = f(1) x > 1, f(x) = xex 2 lim x→1+ f(x) = lim x→1+ xex 2 = 1. e1 2 = e x < 1, f(x) = kx2 lim x→1− f(x) = lim x→1− kx2 = k(1)2 = k lim x→1− f(x) = lim x→1+ f(x) ⇒ k = e y = x−3 x2−4x+3 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 31/37 Digite sua resposta aqui Chave de resposta Fatorando a função, temos: Logo, as abscissas dos pontos de descontinuidade formam o conjunto . Atividade discursiva Seja uma funçâo definida por O valor da constante para que a funçåo seja contínua em é igual a: Digite sua resposta aqui Chave de resposta Para ser contínua em , o limite . Calculando os limites laterais: Para , temos: Para , temos: f(x) = x− 3 x2− 4x+ 3 = x− 3 (x− 1)(x− 3) [1, 3] f(x) f(x) = {x 2− k2 se x < 4 kx+ 20 se x ≥ 4 k x = 4 f(x) x = 4 limx→4 f(x) = f(4) x > 4, f(x) = kx+ 20 lim x→4− f(x) = lim x→4+ (kx+ 2) = kx+ 20 = 4k+ 20 x < 4, f(x) = x2− k2 lim x→4− f(x) = lim x→4− (4)2− k2 = 16 − k2 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 32/37 Fazendo , temos: Resolvendo a equação do grau encontramos . limx→4+ f(x) = limx→4− f(x) 4k+ 20 = 16 − k2 k2+ 4k+ 20 − 16 = 0 k2+ 4k+ 4 = 0 2∘ k = −2 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 33/37 Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 (PUC-SP) Sobre a função podemos afirmar que Parabéns! A alternativa C está correta. A função é definida em , pois . Verificando os limites laterais da função dada: Para , temos: Para , temos: f(x) = {1 se x ≤ 3 √x− 3 se x > 3 A é definida e contínua para todo x real. B é definida e contínua somente para x > 3. C é definida para todo x real e descontínua somente para x = 3. D é definida e contínua somente para x ≤ 3. E é definida para todo x real e descontínua somente para x = 0. x = 3 f(3) = 1 x > 3, f(x) = √x− 3 lim x→3+ f(x) = lim x→3+ √x− 3 = √3 − 3 = 0 x < 3, f(x) = 1 lim x→3− f(x) = lim x→3− 1 = 1 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 34/37 Como os limites laterais são diferentes, o limite da função não existe. A função é descontínua em . Questão 2 (UF - Uberlândia-MG) A função não está definida para . Para que a função seja contínua no ponto , devemos completá-la com f(I) igual a: Parabéns! A alternativa D está correta. Para ser contínua em temos que fazer Considerações �nais Apresentamos o conceito intuitivo de limite, por meio da análise do comportamento de uma função, e o cálculo de limites de funções algébricas, utilizando a substituição direta. Em seguida, verificamos como calcular limites de funções envolvendo indeterminações. Por fim, abordamos os limites laterais e analisamos a continuidade de algumas funções. x = 3 f(x) = x2−1 x3−1 x = 1 f(x) x = 1 A 0 B 1/3 C -2 D 2/3 E -2/3 f(x) x = 1 lim x→1 f(x) = f(1) f(x) = x2− 1 x3− 1 = (x− 1)(x+ 1) (x− 1) (x2+ x+ 1) = x+ 1 x2+ x+ 1 lim x→1 = x+ 1 x2+ x+ 1 = 1 + 1 12+ 1 + 1 = 2 3 f(1) = 2 3 26/05/2024, 04:51 Princípios do limite e continuidade https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212ge/00396/index.html?brand=estacio# 35/37 Podcast Explore + Confira o que separamos especialmente para você! Pesquise na internet vídeos e curiosidades sobre matemática e o mundo da lógica. Assista ao vídeo À espera da meia-noite, de Laura Leticia Ramos Rifo, Patrícia Roman e Antonio Carlos de Andrade Campello Junior. Referências ANTON, H.; BIVENS, I.; DAVIS, S. Cálculo. 10. ed. Tradução: Claus Ivo Doering. Porto Alegre: Bookman, 2014. FLEMMING, D. M. Cálculo A: Funções, limite, derivação, integração. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006. GUIDORIZZI, H. L. Um curso de cálculo: volume 1. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. HOFFMANN, L. D. Cálculo - um curso moderno e suas aplicações: tópicos avançados. 11. ed. Tradução: Ronaldo Sérgio de Biasi. Rio de Janeiro: LTC, 2015. LARSON, R. Cálculo aplicado: curso rápido. Tradução: Noveritis do Brasil. São Paulo: Cengage Learning, 2016. STEWART, J. Cálculo: volume I. Tradução: Helena Maria Ávila de Castro. São Paulo: Cengage Learning, 2016. WAITS, B. K.; FOLEY, Q. D.; DEMANA, F. Pré-cálculo. 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