Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 1 - 8ª Edição - James Stewart- Ed: 8º - Capítulo 2.7 - Ex. 59
Determine se existe ou não .
Passo 1
Fala aí! Tudo certinho? 😉
E aí, beleza? Nessa questão aqui vamos usar limites para verificar se a derivada de uma função em determinado ponto existe ou não!
Como descobrimos se a derivada existe? Nós temos que aplicar a nossa famosa definição de derivada para um ponto qualquer, que é essa aqui:
Se esse nosso limite existir para , então a nossa derivada vai existir, sacou? Bora começar a calcular o nosso limite agora:
Parece complicado? 👀
Passo 2
Perceba que a função que nos é dada tem como domínio todos os valores reais: ela é definida por para e vale para .
A partir disso, sabemos já que e o nosso
sacou?
Lembre-se: o e um número muuuuito pequeno, que se aproxima de , mas ele não é , tranquilo? Olha como vai ficar o nosso limite agora:
Simplificando o :
Tranquilo até aqui? 👀
Passo 3
Agora que já temos uma expressão para o nosso limite, temos que analisá-lo e ver se é possível resolvê-lo.
Conforme vai se aproximando de , os valores de vão aumentando, correto? Porque o vai ser dividido por valores cada vez menores de . Logo, a gente pode falar que o tende ao infinito, porque ele vai crescer muuuuuito!
Acontece que a função seno é uma função limitada e periódica: seus valores máximos são e , e ela fica alternando entre esses dois caras. A gente pode ver isso no gráfico abaixo:
Quem vai ser o seno de um número absurdamente grande então? A resposta é: depende.
Sabemos, por exemplo, que
onde esse aí é um número inteiro (essa propriedade ta relacionada ao círculo trigonométrico, ta bom?). Imagine que , então teríamos que .
Se você pegar a sua calculadora e ver o (que é maior que ), por exemplo, vai ter um número diferente de . Aí se você pegar o , vai dar de novo. Percebeu que não tem um padrão?
Acontece que quando esse número no argumento da função seno cresce, o valor do seno não tende a um número específico, só fica alternando dentro do intervalo . Dá uma olhada no gráfico de como fica (que é a função que apareceu no nosso limite):
Conforme o vai diminuindo e se aproximando de , a função oscila mais rápido, mas nunca para em um valor fixo, sacou?
Daí a gente conclui que o não existe e, portanto, determinaos que não existe!
E aí! entendeu tudo? Responde Aí! 😎
Resposta
para a função dada não existe.