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1 LISTA 4: LIMITES 1. CARACTERIZAÇÃO GERAL A noção natural de limites tem a ver com a busca da tendência da variável dependente de uma função, quando a variável independente tende a um determinado ponto. Portanto, chama-se limite de uma função quando x tende ao número y, que indica a tendência da função. É expresso da seguinte forma: lim x = y x → b 2. PROPRIEDADES As propriedades são: Em outras palavras, isso significa dizer que: o limite de uma função constante é a própria constante. o limite da soma é a soma dos limites, caso esses limites existam. o limite da diferença é a diferença dos limites, caso esses limites existam. o limite do produto é o produto dos limites, caso esses limites existam. o limite de constante vezes uma função é a constante vezes o limite da função, caso esse limite exista. o limite do quociente é o quociente dos limites, caso esses limites existam e o limite do denominador seja diferente de zero. o limite da raiz de uma função é a raiz do limite da função se o limite existe e é maior ou igual a zero. 2 3. CONTINUIDADE DE FUNÇÕES Dizemos que uma função f(x) é contínua em x = a se, grosso modo, o gráfico da função não tem quebras ou pulos no ponto (a, f(a)), isto é, f(x) é contínua em x = a se pudermos desenhar o gráfico através do ponto (a, f(a)) sem tirar o lápis do papel. Os eventos econômicos podem ser expressos em funções matemáticas, com base no histórico do evento. O cálculo do limite possibilita ao economista prever situações e planejar ações que conduzam à melhor alocação de recursos para obter um melhor resultado. EXERCÍCIO 1 A tarifa mensal para água em uma pequena cidade é dada por: 18 se 0 ≤ x ≤ 20 Y = f(x) = 0,1x + 16 se x > 20 a) Desenhe o gráfico colocando no eixo das abscissas a quantidade consumida (m³) e no eixo das ordenadas a tarifa mensal (R$). Qtde Tarifa Mensal 0 18,00R$ 5 18,00R$ 10 18,00R$ 15 18,00R$ 20 18,00R$ 20 18,00R$ 25 18,50R$ 30 19,00R$ 35 19,50R$ 40 20,00R$ R$ 17,50 R$ 18,00 R$ 18,50 R$ 19,00 R$ 19,50 R$ 20,00 R$ 20,50 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Tarifa Mensal b) A função é contínua em x = 20? Se não, determine os valores de x para os quais essa função é descontínua. Justifique. lim 18 = 18 x → 20 lim (0,1x + 16) = 0,1 * 20 + 16 = 18 x → 20 Portanto, como os limites laterais coincidem, pode-se dizer que a função é contínua em x = 20 3 EXERCÍCIO 2 Para um laticínio em um segmento do mercado de laticínios, a quantidade q ofertada pelos produtores e o preço p do laticínio estão relacionados de acordo com: q = 200p + 400 p + 4 onde a oferta é dada em toneladas e o preço em $ por quilo ($ / kg). Pede-se: a) Analise onde a função é definida. Para que a função exista é necessário que p + 4 ≠ 0 p ≠ –4 Assim, a função é definida para qualquer valor de p exceto p = – 4. b) Indique se existe assíntota vertical e onde ocorre? Existe significado para o fabricante? Qual? Para você verificar se existe assíntota vertical, calcule o limite da função quando p tende ao valor onde a função não é definida. lim 200p + 400 p → –4 p + 4 lim 200 ∙ (–3,999999) + 400 = – ∞ p → –4 –3,999999 + 4 Quando o preço tende a –4, temos uma assíntota vertical, pois q tende a – ∞. Significa dizer que quanto menor o preço, menos o fabricante está disposto a ofertar. c) Indique se existe assíntota horizontal e onde ocorre? Existe significado para o fabricante? Qual? Para você verificar se existe assíntota horizontal, calcule o limite da função q quando p tende a infinito. Para o cálculo use o número 1.000.000 representando o infinito. Coloque 4 casas após a vírgula no resultado final. lim 200p + 400 p → –4 p + 4 lim 200 ∙ (1.000.000) + 400 = 200.000.400 = 199,9996 p → +∞ 1.000.000 + 4 1.000.0004 4 Se p assumir valores cada vez maiores, q assume valores cada vez mais próximos de 200, porém nunca ultrapassa 200. Essa linha é chamada de assíntota horizontal. O valor do limite indica, em termos práticos que, por maior que seja o preço, a quantidade ofertada não excede o valor de 200 porque esse valor é o limite de sua capacidade instalada. d) Desenhe o gráfico, colocando o preço no eixo horizontal e a quantidade ofertada no eixo vertical. p q -R$ 100 5,00R$ 156 10,00R$ 171 20,00R$ 183 40,00R$ 191 60,00R$ 194 80,00R$ 195 100,00R$ 196 120,00R$ 197 140,00R$ 197 160,00R$ 198 180,00R$ 198 200,00R$ 198 220,00R$ 198 240,00R$ 198 260,00R$ 198 280,00R$ 199 - 50 100 150 200 250 R$ - R$ 50,00 R$ 100,00 R$ 150,00 R$ 200,00 R$ 250,00 R$ 300,00 Oferta de laticínios OBSERVAÇÃO Existem algumas funções racionais cujos gráficos se aproximam bastante de uma reta vertical, que é denominada assíntota vertical. Para determinar assíntotas verticais para uma função iguale a zero a função do denominador e encontre suas raízes. Analise o comportamento da função quando x se aproxima dessa raiz. Se a função tender para o infinito positivo ou negativo quando se aproxima dessa raiz, então temos uma assíntota vertical. Observe que o gráfico de uma função nunca cruza uma assíntota vertical. A existência de assíntotas horizontais depende do comportamento de uma função para valores positivos grandes de x e valores negativos grandes de x. Em outras palavras, quando x tende para o infinito positivo ou negativo, a função tende para um valor especifico. Diferente da assíntota vertical, o gráfico de uma função pode cruzar uma assíntota horizontal várias vezes. Analise a função a seguir: y = cos x x A função possui uma assíntota horizontal em y = 0 e pode-se observar que o gráfico da função cruza essa assíntota uma infinidade de vezes. 5
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