Limites · Avançado

Limite utilizando a regra de L'Hôpital encadeada

Enunciado

> Conceito-chave: A regra de L'Hôpital é uma ferramenta poderosa para resolver limites que resultam em indeterminações do tipo ou .

Considere a função f(x) = rac{x^2 - 4}{x - 2}. Calcule o limite:

ext{lim}_{x o 2} rac{f(x)}{x - 2}.

Determine também o limite:

Solução detalhada

Para resolver o limite proposto, começamos substituindo :

ext{lim}_{x o 2} rac{f(x)}{x - 2} = ext{lim}_{x o 2} rac{ rac{x^2 - 4}{x - 2}}{x - 2} = ext{lim}_{x o 2} rac{x^2 - 4}{(x - 2)^2}.

A função pode ser fatorada como , então:

ext{lim}_{x o 2} rac{(x - 2)(x + 2)}{(x - 2)^2} = ext{lim}_{x o 2} rac{x + 2}{x - 2}.

Substituindo diretamente, obtemos outra indeterminação do tipo . Agora, aplicamos a regra de L'Hôpital:

ext{lim}_{x o 2} rac{f'(x)}{(x - 2)'} = ext{lim}_{x o 2} rac{2x}{1} = 4.

Portanto, temos que:

ext{lim}_{x o 2} rac{f(x)}{x - 2} = 4.

Agora, vamos calcular o limite:

ext{lim}_{x o 2} f(x) = ext{lim}_{x o 2} rac{x^2 - 4}{x - 2}.

Novamente, substituindo, encontramos indeterminação do tipo . Aplicando a regra de L'Hôpital novamente:

ext{lim}_{x o 2} rac{f'(x)}{(x - 2)'} = ext{lim}_{x o 2} rac{2x}{1} = 4.

Assim, temos que:

Em resumo:
- O limite ext{lim}_{x o 2} rac{f(x)}{x - 2} = 4.
- O limite .

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