Enunciado

Nos exercícios de 21 a 39, encontre o limite e, quando aplicável, indique os teoremas de limite usados.

34 )   lim x → 1 ⁡ x 3 - 1 x - 1

Passo 1

Boooooa galerinha, mais uma bem gostosa, não ?

Neste exercício precisamos descobrir o limite para a função dada quando x está se aproximando de 1, demonstrando os teoremas necessários para alcançá-lo.

Quando nós simplesmente substituímos x por 1, o que acontece?

lim x → 1 ⁡ x 3 - 1 x - 1 = 1 - 1 1 - 1 = 0 0

Indeterminação, não é?

Então vamos ter que rearranjar esta função para eliminar esta indeterminação ai:

f x = x 3 - 1 x - 1 = x 3 - 1 x 3 - 1 . ( x 3 2 + x 3 + 1 ) = 1 x 3 2 + x 3 + 1

O próximo passo é escolher o teorema a ser utilizado.

Passo 2

Nosso limite agora mudou de cara:

lim x → 1 ⁡ x 3 - 1 x - 1 = l i m x → 1   1 ( x 3 2 + x 3 + 1 )

Mesma coisa, mas de roupa nova!!

Pelo Teorema de Limite 9:

Se  lim x → a ⁡ f ( x ) = L   e     lim x → a ⁡ g ( x ) = M ,   e n t ã o   lim x → a ⁡ f x lim x → a ⁡ g x = L M

l i m x → 1   1 ( x 3 2 + x 3 + 1 ) =   l i m x → 1   1 l i m x → 1 ( x 3 2 + x 3 + 1 )

Mas ainda não chegamos lá, porque o denominador tem vários termos, não é?

Se usarmos o Teorema de Limite 4:

Se  lim x → a ⁡ f ( x ) = L   e     lim x → a ⁡ g ( x ) = M ,   e n t ã o   lim x → a ⁡ f x ∓ g ( x ) = L ∓ M

Então:

l i m x → 1   1 l i m x → 1 ( x 3 2 + x 3 + 1 ) = l i m x → 1   1 l i m x → 1 x 2 3 + l i m ⁡ x → 1 x 3 + l i m x → 1   1

Nós também temos um teorema relacionado à raiz, e ele é o Teorema 10:

Se  lim x → a ⁡ f ( x ) = L ,   e n t ã o   l i m x → a f ( x ) = L

Por tanto:

l i m x → 1   1 l i m x → 1 x 3 2 + l i m ⁡ x → 1 x 3 + l i m x → 1   1 = l i m x → 1   1 l i m x → 1   x ² 3 + l i m x → 1   x 3 + l i m x → 1   1

Agora que nós já sabemos como os limites ficarão podemos usar o Teorema 2, que nos diz que:

l i m x → 1   1 = 1

Para o denominador podemos usar o Teorema 8:

Se  lim x → a ⁡ f ( x ) = a ,   e n t ã o   lim x → a ⁡ f x n = a n

Sabendo que:

l i m x → 1   x = 1

Então:

l i m ⁡ x → 1 x ² = 1 ² = 1

Concluindo:

l i m x → 1   1 l i m x → 1   x ² 3 + l i m x → 1   x 3 + l i m x → 1   1 =   1 1 3 + 1 3 + 1 = 1 3

E finalizamos mais uma umaaa !!

Gostaram?!

Resposta

lim x → 1 ⁡ x 3 - 1 x - 1 = 1 3

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