Exercícios Resolvidos de Cálculo de Limites Através de Séries de Taylor

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Enunciado

Use a série

t g x = x + 1 3 x 3 + 2 15 x 5 + …

Para calcular

lim x → 0 ⁡ t g x - x x 3  

Passo 1

Antes de calcular o limite vamos reescrever a função que queremos encontrar o limite! Para isso vamos substituir

t g x = x + 1 3 x 3 + 2 15 x 5 + …

Usando apenas os três primeiros termos, assim teremos

t g x - x x 3 =   x + 1 3 x 3 + 2 15 x 5 - x x 3  

t g x - x x 3 =   1 3 x 3 + 2 15 x 5 x 3

t g x - x x 3 = 1 3 + 2 15 x 2

Passo 2

Agora que já aproximamos a função, vamos calcular o limite!

lim x → 0 ⁡ t g x - x x 3 =   lim x → 0 ⁡ 1 3 + 2 15 x 2

Esse limite é bem mais simples de calcular, vamos substituir x = 0

lim x → 0 ⁡ 1 3 + 2 15 x 2 = 1 3 + 2 15 0 2   = 1 3

Resposta

Assim, teremos

lim x → 0 ⁡ t g x - x x 3 = 1 3

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Use a série do Exemplo 12(b) para calcular lim x → 0 ⁡ tg ⁡ x - x x 3 Encontramos esse limite no Exemplo 4 da Seção 4.4, no Volume I, usando a Regra de L’Hôspital três vezes. Qual método você prefere?
Use séries para calcular o limite. lim x → 0 ⁡ 1 - cos ⁡ x 1 + x - e x
Use séries para calcular o limite. lim x → 0 ⁡ x - tg - 1 ⁡ x x 3
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Nos Exercícios 15-18, utilize séries para estimar os valores das integrais com um erro de magnitude menor que 10 - 3 . (A seção de respostas apresenta os valores das integrais arredondados para cinco