Enunciado

Encontre o limite. Use a regra de l’Hôspital quando for apropriado. Se houver um método mais elementar, considere utilizá-lo. Se a regra de l’Hôspital não se aplicar, o porquê.

l i m θ → π 2 1 - s e n θ 1 + cos ⁡ 2 θ    

Passo 1

Eaee, belezinha?? Bom... queremos encontrar o seguinte limite:

l i m θ → π 2 1 - s e n θ 1 + cos ⁡ 2 θ    

Para isso, a questão quer que usemos a regra de L’Hôspital quando for apropriado.

Mas que regra é essa??

A Regra de L'Hôpital é uma técnica no cálculo diferencial que é utilizada para avaliar limites indeterminados do tipo 0 / 0 ​ ou ∞ / ∞ .

Se a gente tiver indeterminação desse tipo, temos que derivar o numerador e o denominador da função e prosseguir aplicando o limite.

E aí?? Bora aplicar?? 😉 ​

Passo 2

Vamos aplicar o limite para ver se já tá na cara de l’Hôspital, para a gente poder usar, ou se não, a gente fazer a mudança necessária, beleza?

Vamos lá!

l i m θ → π 2 1 - s e n θ 1 + cos ⁡ 2 θ     = 1 - s e n π 2 1 + cos ⁡ 2 π 2 ∴

l i m θ → π 2 1 - s e n θ 1 + cos ⁡ 2 θ     = 1 - 1 1 + - 1 ∴

l i m θ → π 2 1 - s e n θ 1 + cos ⁡ 2 θ     = 0 0

Já podemos aplicar l’Hôspital, nosso limite tem a forma 0 0 .

Passo 3

Vimos que o limite tá na forma correta, beleza? Então vamos aplicar l’Hôspital

l i m θ → π 2 1 - s e n θ ' 1 + cos ⁡ 2 θ ' =   l i m θ → π 2 - c o s θ - 2 s e n 2 θ ∴

l i m θ → π 2 1 - s e n θ ' 1 + cos ⁡ 2 θ ' = l i m θ → π 2 c o s θ 2 s e n 2 θ

Resolvendo o limite, temos:

l i m θ → π 2 c o s θ 2 s e n 2 θ = cos ⁡ π 2 2 s e n 2 π 2 ∴

l i m θ → π 2 c o s θ 2 s e n 2 θ = 0 0

Passo 4

Novamente caímos em uma indeterminação do tipo 0 0 .

Vamos usar L'Hôspital mais uma vez:

l i m θ → π 2 c o s θ ' 2 s e n 2 θ ' =   l i m θ → π 2 - s e n θ 4 c o s 2 θ ∴

l i m θ → π 2 c o s θ ' 2 s e n 2 θ ' = - s e n π 2 4 cos ⁡ 2 π 2

Substituindo o limite, temos:

- s e n π 2 4 cos ⁡ 2 π 2 = - 1 4   - 1 ∴

- s e n π 2 4 cos ⁡ 2 π 2 = 1 4

E prontinho! Chegamos no nosso limite 😉

Resposta

l i m θ → π 2 1 - s e n θ 1 + cos ⁡ 2 θ       = 1 4

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