Enunciado

Calcule o limite.

underset(x -> + oo)(lim) sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) - sqrt(2) x

Passo 1

Inicialmente, podemos tentar calcular o limite fazendo x = oo . Assim,

L = sqrt(3 * oo^2 + 2 * oo + 1) - sqrt(2) * oo

Logo,

L = oo - oo

Como chegamos numa indeterminação, vamos ter que mexer na nossa expressão.

Passo 2

Repare que o nosso limite e a subtração de duas raízes, então podemos lembrar daquela ideia de multiplicar em cima e embaixo por um fator para aparecer a diferença de quadrados, se você não lembra é só vir comigo!

L = underset(x -> + oo)(lim) sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) - sqrt(2) x

Se multiplicarmos em cima e embaixo por: sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) + sqrt(2) x , vamos ter o seguinte:

L = underset(x -> + oo)(lim) sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) - sqrt(2) x xx (sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) + sqrt(2) x)/(sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) + sqrt(2) x)

Assim,

L = underset(x -> + oo)(lim) ((sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) - sqrt(2) x) xx (sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) + sqrt(2) x))/(sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) + sqrt(2) x)

Agora repare que no denominador apareceu uma expressão do tipo:

(a - b) (a + b)

E essa expressão é conhecida!

(a - b) (a + b) = a^2 - b^2

Assim, nosso limite vai ficar o seguinte:

L = underset(x -> + oo)(lim) ((sqrt(3 x^2 + 2 x + 1))^2 - (sqrt(2) x)^2)/(sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) + sqrt(2) x)

Passo 3

Organizando nossa expressão:

L = underset(x -> + oo)(lim) ((3 x^2 + 2 x + 1) - ( 2 x^2 ))/(sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) + sqrt(2) x)

Simplificando:

L = underset(x -> + oo)(lim) (x^2 + 2 x + 1)/(sqrt(3 x^2 + 2 x + 1) + sqrt(2) x)

Se fizermos x = oo :

L = (oo)/(oo)

Como ainda estamos numa indeterminação, então vamos colocar x^2 em evidencia dentro da raiz no denominador e no numerador:

L = underset(x -> + oo)(lim) (x^2 (1 + (2)/(x) + (1)/(x^2)))/(sqrt(x^2 (3 + (2)/(x) + (1)/(x^2))) + sqrt(2) x)

Como estamos fazendo x ir para + oo , estamos com valores positivos de x , então podemos jogar ele pra fora da raiz com o mesmo sinal. Logo,

L = underset(x -> + oo)(lim) (x^2 (1 + (2)/(x) + (1)/(x^2)))/(x sqrt((3 + (2)/(x) + (1)/(x^2))) + sqrt(2) x)

Simplificando:

L = underset(x -> + oo)(lim) (x (1 + (2)/(x) + (1)/(x^2)))/(sqrt((3 + (2)/(x) + (1)/(x^2))) + sqrt(2))

Passo 4

Pra finalizar, podemos escrever o limite da seguinte maneira:

L = (underset(x -> + oo)(l i m) x xx underset(x -> + oo)(l i m) (1 + (2)/(x) + (1)/(x^2)))/(underset(x -> + oo)(l i m) (sqrt((3 + (2)/(x) + (1)/(x^2))) + sqrt(2)))

Assim,

L = (oo xx (1 + (2)/(oo) + (1)/(oo^2)))/(sqrt(3 + (2)/(oo) + (1)/(oo^2)) + sqrt(2))

Isto é,

= (oo xx (1 + 0 + 0))/(sqrt(3 + 0 + 0) + sqrt(2)) = (oo)/(sqrt(3) + sqrt(2))

Portanto,

L = oo

Resposta

L = oo

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