Enunciado

Determine os limites nos Exercícios 23-42.

underset(x -> 4)(lim) (4 - x)/(5 - sqrt(x^2 + 9))

Passo 1

Galera sempre que tiver que calcular um limite, vamos fazer um combinado: substituir o valor de x na função! Se der um número, esse vai ser o valor do limite.

Passo 2

No nosso caso, o ponto é x = 4 e a função f (x) = (4 - x)/(5 - sqrt(x^2 + 9)) . Então, temos que

f (4) = (4 - ( 4 ))/(5 - sqrt(( 4 )^2 + 9)) = (0)/(5 - sqrt(25)) = (0)/(0)

Passo 3

Como não deu um número, precisamos manipular o limite!

Sempre que tiver uma raiz nós vamos multiplicar em cima e embaixo pelo conjugado! Para achar o conjugado basta inverter o sinal do termo, ou seja, o conjugado de 5 - sqrt(x^2 + 9) é:

5 + sqrt(x^2 + 9)

Passo 4

Então vamos fazer a multiplicação e a substituição do numerador pela forma fatorada

underset(x -> 4)(lim) ((4 - x)/(5 - sqrt(x^2 + 9))) * ((5 + sqrt(x^2 + 9))/(5 + sqrt(x^2 + 9))) = underset(x -> 4)(lim) (( 4 - x ) ( 5 + sqrt(x^2 + 9) ))/(( 5 - sqrt(x^2 + 9) ) ( 5 + sqrt(x^2 + 9) ))

Agora vamos olhar para o denominador e vamos precisar lembrar do caso da diferença de quadrados que diz que:

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

No nosso caso, comparando as expressões vamos ter que a = 5 e b = sqrt(x^2 + 9) . Então o numerador vai ficar

(5 - sqrt(x^2 + 9)) (5 + sqrt(x^2 + 9)) = (5)^2 - (sqrt(x^2 + 9))^2 = 25 - (x^2 + 9) = 16 - x^2

Sempre devemos tentar deixar os termos na forma mais fatorada possível, isso ajuda muito nas contas! Talvez você não esteja vendo, mas 16 - x^2 = 4^2 - x^2 é um caso de diferença de quadrados com a = 4 e b = x , ou seja:

(5 - sqrt(x^2 + 9)) (5 + sqrt(x^2 + 9)) = 16 - x^2 = (4 + x) (4 - x)

Passo 5

Vamos juntar tudo então

underset(x -> 4)(lim) (( 4 - x ) ( 5 + sqrt(x^2 + 9) ))/(( 5 - sqrt(x^2 + 9) ) ( 5 + sqrt(x^2 + 9) )) = underset(x -> 4)(lim) (( 4 - x ) ( 5 + sqrt(x^2 + 9) ))/(( 4 + x ) ( 4 - x )) = underset(x -> 4)(lim) (( 5 + sqrt(x^2 + 9) ))/(( 4 + x ))

Agora sim, podemos substituir o ponto na função:

underset(x -> 4)(lim) (( 5 + sqrt(x^2 + 9) ))/(( 4 + x )) = (5 + sqrt(4^2 + 9))/(4 + 4) = (5 + sqrt(25))/(8) = (10)/(8) = (5)/(4)

Resposta

underset(x -> 4)(lim) (4 - x)/(5 - sqrt(x^2 + 9)) = (5)/(4)

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