Várias indeterminações surgem no cálculo de limites. Vimos que 0/0 e ∞/∞ são indeterminações comuns e que para resolvê-las é necessário algum procedimento de cálculo, como a utilização de produtos notáveis e fatoração. A tabela a seguir resume algumas operações envolvendo 0 e ∞ que aparecem no cálculo de limites.
Tab.2.2 – Tabela de Limites (indeterminações e operações envolvendo 0 e ∞)
Adição ( +, -)
1) ∞ + ∞ = ∞ 2) 0 + 0 = 0 3) ∞ ± k = ∞
4) k - ∞ = - ∞ 5) ∞ - ∞ = ? (indeterminado)
Multiplicação (×,•)
1) ∞ × k = ∞ (se k > 0) 2) ∞ × k = -∞ (se k < 0) 3) ∞ × ∞ = ∞
4) -∞ × ∞ = -∞ 5) ±∞ × 0 = ? (indeterminado)
Divisão (:, /, ÷)
1) 0 / k = 0 (se k ≠ 0) 2) k / 0 = ∞ 3) k / 0 = -∞ (se k < 0)
4) ∞ / k = ∞ 5) ∞ / ∞ = ? (indeterminado) 6) k / ∞ = 0
7) ∞ / 0 = ∞ 8) 0 / ∞ = 0 9) 0 / 0 = ? (indeterminado)
10) ∞ / ∞ = ? (indeterminado)
Potenciação (xn)
1) ∞k = ∞ 2) ∞k = 0 (se k < 0) 3) ∞0 = ? (indeterminado)
4) k ∞ = ∞ (se k > 1) 5) 1∞ = ? (indeterminado) 6) k 0 = 1; 00 ⇾ 1
7) k–∞ = 0 (se k > 1) 8) 0k = 0 (se k > 0) 9) 0k = ∞ (se k < 0)
10) 0∞ = 0.
k = constante geralmente positiva.
A primeira indeterminação da tabela é ∞ – ∞ = ?! Esse tipo de indeterminação surge, por exemplo, no primeiro limite ao lado.
O procedimento para resolver isso é semelhante ao usado na divisão de polinômios quando x tende a infinito e que geralmente cai na indeterminação ∞/∞. Naquele caso, dividíamos os polinômios pela maior potência de x. Aquí, em vez de dividir, colocaremos a maior potência em evidência (segundo limite). O último termo dentro dos parênteses vai a zero quando x → ∞ e assim a expressão ficará apenas com o primeiro termo (x2), a maior potência de x, que era o que acontecia com os limites com x tendendo a infinito. Para valores muito grande, a maior potência predomina sobre os outros termos e, portanto, podemos adotar o terceiro limite.
O poder da maior potência pode ser visto também no segundo tipo de indeterminação do quadro: ∞∙0. Seja, por exemplo, calcular o seguinte limite (quarta fórmula).
O primeiro termo (ex – 3) dá ∞ e 1/x dá zero, para x → ∞. Colocando na forma (ex – 3)/x dá ∞/∞, outra indeterminação. Podemos achar o termo dominante dando valores grandes para x (não tão grande!) e ver o que acontece com eles. Por exemplo, fazendo x = 5 (pequeno em relação ao infinito), temos que a fração dá 29,08. Usando x = 20, o resultado é 24.258.260.
Note que o termo do numerador, da exponencial, cresce muito mais rapidamente que o termo do denominador e, portanto, é o termo dominante. Enquanto o valor de x passou de 5 para 20 (uma multiplicação por 4), o termo contendo a exponencial foi multiplicado por 3.336.532,51. Naturalmente, o valor da expressão quando x tende a infinito é infinito.
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