Enunciado

Determine o limite, se existir, ou mostre que o limite não existe.

lim x , y → ( 1,0 ) ⁡ x y - y x - 1 2 + y 2

Passo 1

Falaee, belezinha?? Bom... o enunciado quer que a gente resolva o seguinte limite (se ele existir):

lim x , y → ( 1,0 ) ⁡ x y - y x - 1 2 + y 2

Caso ele não exista, devemos demonstrar.

De cara já podemos ver que f x , y não é contínua no ponto 1 , 0 já que o denominador seria igual a zero.

Dessa forma, para verificarmos se o limite existe, vamos aproximar f ( x , y ) ao longo do eixo x e f ( x , y ) ao longo da reta y = x - 1 .

Se tivermos resultados iguais, então o limite existe!

Obs: para um limite existir com duas variáveis, basta percorrermos alguns caminhos diferentes e verificarmos se seus resultados são iguais hehe.

Agora bora lá!! 😉

Passo 2

Vamos fazer percorrendo a função ao longo do eixo x :

lim x , y → 1,0 ⁡ f x , 0 = 0 x - 1 2

lim x , y → 1,0 ⁡ f x , 0 = 0

O limite nesse caso é zero então.

Agora bora pro outro caminho!! 😉

Passo 3

Vamos ver agora pelo caminho:

lim x , y → 1,0 ⁡ f x , x - 1 =   x x - 1 - x - 1 x - 1 2 + x - 1 2

Distribuindo os termos do numerador e somando o denominador, obtemos:

lim x , y → 1,0 ⁡ f x , x - 1 = x 2 - x - x + 1 2 x - 1 2

lim x , y → ( 1,0 ) ⁡ f x , x - 1 =   x 2 - 2 x + 1 2 x - 1 2

O numerador é um produto notável, portanto:

lim x , y → 1,0 ⁡ f x , x - 1 = x - 1 2 2 x - 1 2

Cortando os termos iguais, temos:

lim x , y → ( 1,0 ) ⁡ f x , x - 1 = 1 2

Então o limite por esse caminho é 1 2 .

Ou seja, a função apresenta limites diferentes quando é percorrida por dois caminhos diferentes. Então o limite não existe.

Resposta

O limite não existe.

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