Enunciado

Nos exercícios de 1 a 22 são dados f x ,   a   e   L , bem como lim x → a ⁡ f ( x ) = L .

  1. Usando argumentos similares àqueles dos Exemplos 1 e 2, determine um δ > 0 para o ϵ dado, tal que se 0 < x - a < δ então f x - L < ϵ ;
  2. Usando as propriedades das desigualdades, determine um δ > 0 , tal que a afirmativa ( a ) seja verdadeira para o valor dado de ϵ .

21) lim x → 1 2 ⁡ 3 x 2 - 8 x - 3 x - 3 = 5 2 ,     ϵ = 0,0 01

Passo 1

Na letra a do exercício nós queremos obter um valor de x - a , δ , positivo capaz de permitir que f x - L seja menor que ϵ , usando aqui somente os valores de f ( x ) e x . Na letra b vamos comprovar os resultados obtidos na letra a, e para isso usaremos as propriedades da desigualdade.

Para começar vamos definir os valores de f x ,   a   e   L . Dada a definição de limite:

lim x → a ⁡ f ( x ) = L

Assumimos que:

f x = 3 x 2 - 8 x - 3 x - 3 = 3 ( x - 3 ) ( x + 1 3 ) x - 3 = 3 x + 1

a = 1 2

L = 5 2

Sendo assim:

0 < x - 1 2 < δ

f x - 5 2 < 0,0 01

Agora podemos resolver as letras a e b.

Passo 2

Para resolver a letra a precisamos notar que queremos obter valores de f ( x ) que satisfaçam:

| f x - 5 2 | = 0,0 01

De acordo com as propriedades de módulo:

f x 1 - 5 2 = - 0,0 01

f x 2 - 5 2 = 0,0 01

Resolvendo:

f x 1 = 2,499

f x 2 = 2,501

Sendo assim, precisamos de x 1 e x 2 :

f x 1 = 3 x 1 + 1 = 2,499

x 1 = 0,4997  

f x 2 = 3 x 2 + 1 = 2,501

x 2 = 0 , 5003  

Para achar o δ , basta substituirmos os valores de x   na equação:

x - 1 2 = δ

Para x 1 :

0,4997 - 1 2 = 0,0 003

Para x 2 :

0,5003   - 1 2 = 0,0 003

Então:

δ = 0,0003

O próximo passo é comprovar este resultado através da letra b.

Passo 3

Na letra b, vamos utilizar as propriedades da desigualdade para obtermos δ .

Primeiro, dada a desigualdade:

f x - 5 2 < 0,0 01

E sabendo que:

f x = 3 x + 1

Podemos substituir:

3 x + 1 - 5 2 < 0,0 01

3 x - 3 2 < 0,0 01

3 x - 1 2 < 0,001

x - 1 2 < 1 3000

Pela desigualdade que o problema nos forneceu, temos:

x - 1 2 < δ

Então:

δ = 1 3000

Esta afirmativa indica que uma escolha adequada para δ é 1 3000 .

Para equações não lineares é comum que o valor obtido para o δ pela desigualdade seja menor do que os obtidos diretamente.

Resposta

  1. δ = 0,0003
  2. δ = 1 3000
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(i) Dê um palpite sobre o limite (se existir) calculando a função nos pontos especificados.(ii) Confirme suas conclusões sobre o limite desenhando o gráfico da função sobre um intervalo adequado.(iii)
(i) Dê um palpite sobre o limite (se existir) calculando a função nos pontos especificados.(ii) Confirme suas conclusões sobre o limite desenhando o gráfico da função sobre um intervalo adequado.(iii)
Determine se a afirmação dada é verdadeira ou falsa. Explique sua resposta.18.Se existir lim x → a ⁡ f ( x ) , então também existem lim x → a - ⁡ f ( x ) e lim x → a + ⁡ f ( x ) .
(i) Dê um palpite sobre o limite (se existir) calculando a função nos pontos especificados.(ii) Confirme suas conclusões sobre o limite desenhando o gráfico da função sobre um intervalo adequado.(iii)
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