Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 1 - 6ª Edição - James Stewart- Ed: 6º - Capítulo 2.7 - Ex. 28
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Passo 1
Fala pessoal! Aqui nessa questão, temos uma função e queremos achar sua derivada no ponto
Pra isso, vamos partir da definição de derivada em um ponto qualquer, que é essa aqui:
Então pra completar essa fórmula, precisamos primeiro definir quem são:
Pra fazer isso, vamos substituir e em todos os lugares onde aparece na função.
Bora fazer isso no passo 2.
Passo 2
Temos que
Fazendo , vamos substituir por :
Agora, substituindo por :
Agora podemos substituir essas expressões no noss limite! Saca só:
Nosso próximo passo é arrumar um pouquinho o nosso limite! Bora lá.
Passo 3
Primeiro vamos fazer a divisão de frações (numerador vezes o inverso do denominador):
Agora lembra daquele produto notável quadrado da soma, fechou? Vamos aplicar no termo . Esse cara aparece que só em cálculo, então fica com ele na cabeça o tempo todo! Vai ficar assim:
No nosso limite ficamos com:
Agora, temos que achar o mínimo múltiplo comum (MMC) entre as duas frações. Vai ficar assim:
Agora, vamos fazer as multiplicações, mas só no numerador, beleza? A gente vai desenvolver a parte e a parte , saca só:
Fazendo o jogo de sinal com a segunda parte do numerador:
Ainda dando uma olhadinha no numerador, podemos cancelar com , com , com e com , resultando nisso aqui:
Fazendo as continhas que sobram, fica assim:
Pronto, já demos uma arrumadinha na nossa expressão! Vamos deixar ela assim por enquanto.
Passo 4
Se substituirmos para tentar resolver o limite, encontraremos a indeterminação . A gente pode resolver isso se cancelarmos do numerador com o termo . Essa é uma jogada clássica para retirar indeterminações desse tipo em frações, então grava ela na cabeça!
Vamos colocar em evidência na expressão para poder cancelar com o :
Olha aí, eliminamos a indeterminação! Não mexemos no denominador no passo anterior porque assim como tá a gente resolve o limite e tem menos trabalho. Por isso, sempre que der, deixe os termos se multiplicando desse jeito, ta bom? Com o tempo você vê que nesse estilo de questão é melhor não mexer no denominador, só no numerador para resolver mais rápido.
Vamos agora fazer a substituição para resolver o limite. Saca só:
E finalmente achamos nossa resposta:
Foi! Essa questão já era! ;)
Resposta
Teremos que .