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LIMITES LATERAIS a) Limite Lateral à direita: Definição: Seja 𝑓 uma função definida em um intervalo aberto (𝑎, 𝑐). Dizemos que um número 𝐿 é o limite à direita da função 𝑓 quando 𝑥 tende para 𝑎 e escrevemos: lim 𝑥 → 𝑎+ 𝑓(𝑥) = 𝐿 Se para todo 𝜀 > 0 (é𝑝𝑠𝑖𝑙𝑜𝑛 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑧𝑒𝑟𝑜), existe um 𝛿 > 0 (𝑑𝑒𝑙𝑡𝑎 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑧𝑒𝑟𝑜), tal que: |𝑓(𝑥) − 𝐿| < 𝜀 sempre que 𝑎 < 𝑥 < 𝑎 + 𝛿. b) Limite Lateral à esquerda: Definição: Seja 𝑓 uma função definida em um intervalo aberto (𝑑, 𝑎). Dizemos que um número 𝐿 é o limite à esquerda da função 𝑓 quando 𝑥 tende para 𝑎 e escrevemos: lim 𝑥 → 𝑎− 𝑓(𝑥) = 𝐿 Se para todo 𝜀 > 0 (é𝑝𝑠𝑖𝑙𝑜𝑛 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑧𝑒𝑟𝑜), existe um 𝛿 > 0 (𝑑𝑒𝑙𝑡𝑎 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑧𝑒𝑟𝑜), tal que: |𝑓(𝑥) − 𝐿| < 𝜀 sempre que 𝑎 − 𝛿 < 𝑥 < 𝑎. lim 𝑥 → 3+ 𝑓(𝑥) 𝑒 lim 𝑥 → 3− 𝑓(𝑥) Ex.1: Dada a função 𝑓(𝑥) = (1 + √𝑥 − 3), determinar, se possível: lim 𝑥 → 3+ 𝑓(𝑥) 𝑒 lim 𝑥 → 3− 𝑓(𝑥) Resolução: 1º) Vamos calcular o limite à direita (onde 𝑥 se aproxima de 3 por valores maiores que 3): ⇒ lim 𝑥 → 3+ 𝑓(𝑥) = lim 𝑥 → 3+ (1 + √𝑥 − 3) = ( lim 𝑥 → 3+ 1 + √ lim 𝑥 → 3+ 𝑥 − 3) = 1 + √0 = 1 + 0 = 𝟏 2º) Vamos calcular o limite à esquerda (onde 𝑥 se aproxima de 3 por valores menores que 3): Obs.: 𝑓(𝑥) só é definida se 𝑥 − 3 ≥ 0 ou seja 𝑥 ≥ 3, logo não existe lim 𝑥 → 3− 𝑓(𝑥). Ex.2: Seja 𝑓(𝑥) = {{ − |𝑥| 𝑥 𝑠𝑒 𝑥 ≠ 0 1 𝑠𝑒 𝑥 = 0 . Determinar lim 𝑥 → 0+ 𝑓(𝑥) 𝑒 lim 𝑥 → 0− 𝑓(𝑥) . Esboçar o gráfico. Resolução: 1º) Vamos calcular o limite à direita (onde 𝑥 se aproxima de 0 por valores maiores que 0): Se 𝑥 > 0 então |𝑥| = 𝑥 e 𝑓(𝑥) = − 𝑥 𝑥 = - 1. Logo, lim 𝑥 → 0+ 𝑓(𝑥) = lim 𝑥 → 0+ − 1 = −𝟏. 2º) Vamos calcular o limite à esquerda (onde 𝑥 se aproxima de 0 por valores menores que 0): Se 𝑥 < 0 então |𝑥| = − 𝑥 e 𝑓(𝑥) = − (− 𝑥) 𝑥 = 1. Portanto, lim 𝑥 → 0− 𝑓(𝑥) = lim 𝑥 → 0− 1 = 𝟏. 3º) Limites laterais são iguais? lim 𝑥 → 0+ 𝑓(𝑥) ≠ lim 𝑥 → 0− 𝑓(𝑥) , 𝑝𝑜𝑖𝑠 − 1 ≠ 1, . 4º) Esboço do gráfico: 𝑦 𝑥 1 - 1 Aberto em – 1 ( − 1 𝑠𝑒 𝑥 ≠ 0) fechado em 1 ( 1 𝑠𝑒 𝑥 = 0) Salto entre os limites Teorema: Se 𝑓 é definida em um intervalo aberto contendo 𝑎, exceto possivelmente no ponto 𝑎, então lim 𝑥 → 𝑎 𝑓(𝑥) = 𝐿 se e somente se: lim 𝑥 → 𝑎+ 𝑓(𝑥) = lim 𝑥 → 𝑎− 𝑓(𝑥) Ex.3: Seja 𝑓(𝑥) = { 𝑥2 + 1 𝑠𝑒 𝑥 < 2 2 𝑠𝑒 𝑥 = 2 9 − 𝑥 2 𝑠𝑒 𝑥 > 2 . Determinar, se existirem, lim 𝑥 → 2+ 𝑓(𝑥) , lim 𝑥 →2− 𝑓(𝑥) 𝑒 lim 𝑥 →2 𝑓(𝑥) . Esboçar o gráfico da função. Resolução: 1º) Vamos calcular o limite à direita (onde 𝑥 se aproxima de 2 por valores maiores que 2): Se 𝑥 > 2 então 𝑓(𝑥) = 9 − 𝑥 2 Logo, lim 𝑥 → 2+ 𝑓(𝑥) = lim 𝑥 → 2+ 9 − 𝑥 2 = 9 − 22 = 𝟓. 2º) Vamos calcular o limite à esquerda (onde 𝑥 se aproxima de 2 por valores menores que 2): Se 𝑥 < 2 então 𝑓(𝑥) = 𝑥2 + 1 Portanto, lim 𝑥 → 2− 𝑓(𝑥) = lim 𝑥 →2− 𝑥2 + 1 = 22 + 1 = 𝟓. 3º) Existe o limite no ponto 𝑥 = 2? Pelo teorema: 𝑠𝑒 lim 𝑥 → 2+ 𝑓(𝑥) = lim 𝑥 → 2− 𝑓(𝑥) 𝑒𝑛𝑡ã𝑜 𝑒𝑥𝑖𝑠𝑡𝑒 lim 𝑥 → 2 𝑓(𝑥) Assim, como lim 𝑥 → 2+ 𝑓(𝑥) = 5 𝑒 lim 𝑥 → 2− 𝑓(𝑥) = 5 , portanto existe lim 𝑥 → 2 𝑓(𝑥) e lim 𝑥 → 2 𝑓(𝑥) = 5. 4º) Esboço do gráfico: Exercícios: 1. Seja ℎ(𝑥) = {𝑥 2 − 2 𝑥 + 1 𝑠𝑒 𝑥 ≠ 3 7 𝑠𝑒 𝑥 = 3 . Calcule lim 𝑥 →3 ℎ(𝑥). Esboce o gráfico de ℎ(𝑥). R: 4 2. Seja 𝑓(𝑥) = 2 + |5 𝑥 − 1| . Calcule se existir: a) lim 𝑥 → 1 5 + 𝑓(𝑥) R: 2 b) lim 𝑥 → 1 5 − 𝑓(𝑥) R: 2 c) lim 𝑥 → 1 5 𝑓(𝑥) R: 2 Esboce o gráfico de 𝑓(𝑥). 3. Seja 𝑓(𝑥) = { 1 𝑥 𝑠𝑒 𝑥 < 0 𝑥2 𝑠𝑒 0 ≤ 𝑥 < 1 2 𝑠𝑒 𝑥 = 1 2 − 𝑥 𝑠𝑒 𝑥 > 1 . Esboce o gráfico de 𝑓(𝑥) e calcule os limites indicados se existirem. a) lim 𝑥 → − 1 𝑓(𝑥) R: - 1 b) lim 𝑥 →1 𝑓(𝑥) R: 1 c) lim 𝑥 →0+ 𝑓(𝑥) R: 0 d) lim 𝑥 → 0− 𝑓(𝑥) R: - ∞ e) lim 𝑥 →0 𝑓(𝑥) R: ∄ f) lim 𝑥 →2+ 𝑓(𝑥) R: 0 g) lim 𝑥 → 2− 𝑓(𝑥) R: 0 h) lim 𝑥 →2 𝑓(𝑥) R: 0
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