Enunciado

Encontre o limite. Use a Regra de L’Hospital onde 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 ⁡   s e n x s e n h x

Passo 1

Oii pessoal, show de bola??

“A loucura é como a gravidade, só precisa de um empurrãozinhooo...”

A questão pede para encontrar o limite da função

s i n x s i n h x

quando x tende a 0 .

Se for apropriado, devemos usar a Regra de L'Hospital para resolver o limite. Se houver um método mais elementar que possa ser usado, devemos usá-lo.

Se a Regra de L'Hospital não for aplicável, precisamos explicar o motivo.

E o que podemos fazer e como fazer para chegar no que a questão pede?

Para resolver um limite, precisamos avaliar o comportamento da função conforme a variável se aproxima de um determinado valor.

A função

s i n x s i n h x

tem uma forma indeterminada 0 / 0 quando ( x → 0 ) pois tanto ( s i n ( 0 )   =   0 ) quanto ( s i n h ( 0 ) = 0 ) .

Passo 2

Vamos rever um pouco da teoria do que iremos utilizar, antes de aplicar...

Regra de L'Hospital:

Se

lim x → c ⁡ f x g x

Resulta em uma forma indeterminada 0 / 0 ou ∞ / ∞ então podemos usar a Regra de L'Hospital:

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

Desde que o limite do lado direito exista.

Seno e Seno Hiperbólico:

- sin ⁡ ( x ) é uma função trigonométrica definida por

sin ⁡ x = e i x - e - i x 2 i

- sinh ⁡ ( x ) é a função seno hiperbólico definida por

sinh ⁡ x = e x - e - x 2

Derivadas:

- A derivada de sin ⁡ ( x ) é cos ⁡ ( x )

- A derivada de sinh ⁡ ( x ) é cosh ⁡ ( x ) onde

cosh ⁡ ( x ) = e x - e - x 2

Passo 3

Mas o que podemos fazer para relacionar o que foi dado com o que está pedindo?

Para aplicar a Regra de L'Hospital, verificamos se a função

s i n x s i n h x

É uma forma indeterminada quando x → 0 :

lim x → 0 ⁡ sin ⁡ x sinh ⁡ x

= s i n 0 s i n h 0 = 0 0

Então, podemos aplicar a Regra de L'Hospital.

Passo 4

Aplicamos a Regra de L'Hospital:

lim x → 0 ⁡ sin ⁡ x sinh ⁡ x

lim x → 0 ⁡ cos ⁡ x cosh ⁡ x

Agora, avaliamos o novo limite:

- cos ⁡ ( 0 ) = 1

- cosh ⁡ ( 0 ) = 1

Portanto,

lim x → 0 ⁡ cos ⁡ x cosh ⁡ x

= cos ⁡ 0 cosh ⁡ 0

= 1 1

= 1

Passo 5

Portanto, o limite de

lim x → 0 ⁡ sin ⁡ x sinh ⁡ x = 1

“Faça seus medos terem medo de você”

Resposta

lim x → 0 ⁡ sin ⁡ x sinh ⁡ x = 1

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