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Limites PROF. DR. LUCIANO VENELLI COSTA VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Conteúdo Limites: • Noção intuitiva. Limites laterais. • Definição • Propriedades • Limites indeterminados • Limites no infinito • Limites infinitos 2 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Novo livro base FLEMMING, D. M.; Gonçalves, M. B. Cálculo A: funções, limite, derivação e integração. 6ª edição revisada e ampliada, São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006. Entrar em Biblioteca Virtual http://usjt.bv3.digitalpages.com.br/use rs/publications/9788576051152/pages/ _1 Adicione aos favoritos da Biblioteca Virtual 3 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Noção intuitiva de limite Onde vão resultar as sequências? • (A) 1, 2, 3, 4, 5, ... • (B) ½, 2/3, ¾, 4/5, 5/6, ... • (C) 1, 0, -1, -2, -3, ... No limite, x tende a: (A) 𝑥 → +∞ (B) ...39/40, ..., 499/500,... 𝑥 → 1 (C) 𝑥 → −∞ 4 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Exemplo da vida real retirado de TAN, S. T. Matemática aplicada à Administração e Economia. 9ª ed. São Paulo: Cengage Learning, 2015. https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522116485/cfi/0!/4/6@0:0 Com base em dados obtidos em um teste de um protótipo de um maglev (trem de levi- tação magnética), que se move ao longo de um monotrilho retilíneo, engenheiros de- terminaram que a posição do maglev (em pés) a partir da origem no instante t (em segundos) é dada por 5 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Qual a velocidade em t=2s? Por exemplo, a velocidade média do trem ao longo do intervalo de tempo [2, 4] é dada por 6 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Reduzindo o intervalo a partir de t = 2s Seja t > 2. Então, a velocidade média do maglev no intervalo de tempo [2, t] é dada por 7 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Graficamente, 8 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Limite de uma função • Seja 𝑦 = 1 − 1 𝑥 9 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Analise os limites quando x tende ao infinito para y = f(x) 10 Resposta: VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Mais um: 11 Qual é o limite de y quando x tende a -1? VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Limite quando x tende a 0 12 O gráfico oscila entre -1 e +1 enquanto x se aproxima de 0, sem tender para um limite. VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Limites laterais 13 x – 1 se x < 0 x + 1 se x ≥ 0 f (x) = lim 𝑥→0− 𝑓 𝑥 = −1 lim 𝑥→0+ 𝑓 𝑥 = 1 𝑥 → 0− significa: x tende a 0 pela esquerda 𝑥 → 0+ significa: x tende a 0 pela direita VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Limites laterais • Qual o limite quando x tende a 4 para: 14 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 15 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Definição: • À medida que x se torna cada vez mais próximo de 4 𝑥 → 4 , y se torna cada vez mais próximo de 5 𝑦 → 5 . • Podemos tornar o valor de y cada vez mais próximo de 5 quanto desejarmos... 16 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Definição: ... desde que tornemos x suficientemente próximo de 4 𝑥 ≠ 4 • Significa que deve existir um intervalo aberto de raio > 0 e centro a = 4 tal que se x variar neste intervalo • Deve valer a desigualdade 17 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Graficamente: 18 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Definição de Limite Dizemos que uma função f(x) tem limite L quando x tende para a, se é possível tornar f(x) arbitrariamente próximo de L, desde que tomemos valores de x, 𝑥 ≠ 𝑎 suficientemente próximos de a. De maneira formal: Seja f(x) definida num intervalo aberto I, contendo a, exceto, possivelmente, no próprio a, dizemos que o limite de f(x) quando x aproxima-se de a é L e escrevemos lim 𝑥→𝑎 𝑓 𝑥 = 𝐿 se, para todo 𝜀 > 0, existe um 𝛿 > 0, tal que 𝑓 𝑥 − 𝐿 < 𝜀 sempre 0 < 𝑥 − 𝑎 < 𝛿. 19 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Exemplo: provar que: lim 𝑥→1 3𝑥 − 1 = 2 Temos que mostrar que, para todo 𝜀 > 0, existe um 𝛿 > 0, tal que: 20 Na verdade, qualquer 𝛿 entre 0 e 𝜀/3 satisfaz as condições. VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 IMPORTANTE • Só existe um limite, se ambos os limites laterais apontarem para um mesmo valor: 21 lim 𝑥→𝑎− 𝑓(𝑥) = lim 𝑥→𝑎+ 𝑓 𝑥 = 𝐿 = lim 𝑥→𝑎 𝑓(𝑥) VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Propriedades dos limites 22 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Mais propriedades 23 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Exemplos: 24 A) R: 15 B) R: -1/10 C) R: 2 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 0 0,5 1 1,5 2 f(x) Substituição simples: 12−1 1−1 = 0 0 ? 25 x f(x) 0 1 0,5 1,5 0,6 1,6 0,7 1,7 0,8 1,8 0,9 1,9 0,95 1,95 0,98 1,98 0,99 1,99 1 #DIV/0! 1,01 2,01 1,02 2,02 1,05 2,05 1,1 2,1 1,2 2,2 1,5 2,5 1,85 1,9 1,95 2 2,05 2,1 2,15 0,88 0,93 0,98 1,03 1,08 1,13 f(x) VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 𝑓 𝑥 = 𝑥2−1 𝑥−1 = 𝑥+1 𝑥−1 (𝑥−1) = 𝑥 + 1, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑥 ≠ 1 A diferença entre o limite lim 𝑥→1 𝑓(𝑥) e a função f(1) é que, no limite, não é preciso que haja uma definição no valor de x=1, somente que haja uma aproximação de um valor y quando x tende a 1, tanto pela esquerda quanto pela direita. Assim: lim 𝑥→1 𝑥2−1 𝑥−1 = lim 𝑥→1 (𝑥 + 1) = 2 26 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Atividade 1.5 • Noção intuitiva de limites. Limites laterais. • Definição • Propriedades 27 VENELLI-COSTA, Luciano. Cálculo diferencial I, 2018 Continuando com Limites • Limites indeterminados • Limites no infinito • Limites infinitos 28
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