Enunciado

Encontre o limite. Use a regra de L’Hospital quando for apropriado. Se existir um método mais elementar, use-o. Se a regra de L’Hospital não for aplicável, explique por quê.

lim x → 0 ⁡ c o t ⁡ ( 2 x )     s i n ( 6 x )

Passo 1

Falai galerinha, tudo certo:

Como diria a Viúva Negra, “Ainda somos amigos, certo?”

Boraaa fazer essa comigo

A questão pede para encontrarmos o limite da função

lim x → 0 ⁡ c o t ⁡ ( 2 x )     s i n ( 6 x )

Quando x tende a 0 .

Temos que verificar se a Regra de L'Hospital é aplicável e, se houver um método mais elementar, utilizá-lo.

Para encontrar o limite de uma função quando x se aproxima de um valor, podemos usar várias técnicas:

Limites Fundamentais e Funções Trigonométricas:

- Sabemos que

sin ⁡ x ≈ x  

cot ⁡ ( x ) = cos ⁡ x sin ⁡ x ≈ 1 x

Para x próximo de 0 .

Regra de L'Hospital:

- A Regra de L'Hospital é usada para limites do tipo 0 / 0 ou ∞ / ∞ .

Ela afirma que:

lim x → c ⁡ f x g x =   lim x → c ⁡ f ' x g ' x

Se esses limites existirem.

Passo 2

A função dada é

c o t ⁡ ( 2 x )     s i n ( 6 x )

Vamos reescrever isso em termos de seno e cosseno:

cot ⁡ ( 2 x ) = cos ⁡ 2 x sin ⁡ 2 x

Portanto, a expressão se torna:

cos ⁡ 2 x sin �� 2 x ⋅ sin ⁡ 6 x

Passo 3

Reescrevendo o limite:

lim x → 0 ⁡ c o t ⁡ ( 2 x )     s i n ( 6 x )

lim x → 0 ⁡ cos ⁡ 2 x sin ⁡ 2 x ⋅ sin ⁡ 6 x

Vamos analisar a expressão

cos ⁡ 2 x sin ⁡ 2 x ⋅ sin ⁡ 6 x

quando x → 0 :

1. Sabemos que

sin ⁡ ( 6 x ) ≈ 6 x

quando ( x ) é próximo de 0.

2. E que

sin ⁡ 2 x ≈ 2 x

quando ( x ) é próximo de 0.

3. Sabemos que

c o s ( 2 x )  

Se aproxima de 1   quando ( x ) é próximo de 0 .

Passo 4

Portanto:

cos ⁡ 2 x sin ⁡ 2 x ⋅ sin ⁡ 6 x

≈ 1 2 x ⋅ 6 x

6 x 2 x = 3

Assim, o limite é:

lim x → 0 ⁡ cot ⁡ 2 x sin ⁡ 6 x = 3

Portanto, o limite é 3.

Não foi necessário aplicar a Regra de L'Hospital, pois a simplificação e as aproximações elementares das funções trigonométricas foram suficientes para resolver o problema.

“Nós somos Groot”

Resposta

lim x → 0 ⁡ cot ⁡ 2 x sin ⁡ 6 x = 3

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