Enunciado

Para o limite

lim x → ∞ ⁡ 4 x 2 + 1 x + 1 = 2

Ilustre a definição 7, encontrando os valores de N   correspondentes a ϵ = 0,5   e   ϵ = 0,1

Passo 1

Bom galerinha, essa questão pede basicamente para ilustrarmos como a definação 7 se aplica a esse limite que tende ao infinito.

lim x → ∞ ⁡ 4 x 2 + 1 x + 1 = 2

De acordo, com a definição, temos que:

Quando um limite que tende ao infinito resulta em um valor real L :

lim x → ∞ ⁡ f ( x ) = L

Então para todo ε > 0 , existe um corresponde número N tal que para qualquer x maior que N , a distância da função para L é menor que ε , isso é:

Quando

x > N

Temos que

f x - L < ε

Graficamente, isso pode ser representado da seguinte forma:

Nossa tarefa aqui vai ser encontrar os valores de N para quando ε = 0,5 e ε = 0,1 .

Passo 2

Usando o primeiro valor de ϵ ( ϵ = 0,5 ) podemos escrever

Se

x > N

Então

f x - L < ε

Substituindo nossa função e o resultado do nosso limite, temos:

4 x 2 + 1 x + 1 - 2 < 0,5

Então, nós esboçamos o gráfico de f ( x ) para encontrar o valor de   N , e também esboçamos uma reta para ser y = L + ϵ (reta verde) e outra para ser y = L - ϵ (reta roxa)

E dando um zoom, ficamos com

Então, temos que

x > 2,824

Logo, nosso número N é, aproximadamente:

N = 2,824

Passo 3

Agora, analogamente para ϵ = 0,1

Podemos escrever

Se x > N , então

4 x 2 + 1 x + 1 - 2 < 0,1

Então, nós esboçamos o gráfico de f ( x ) para encontrar o valor de N , daí ficamos com (a reta verde representa y = L + ϵ   e a reta roxa representa y = L - ϵ )

E dando um zoom, ficamos com

Então, temos que para a função estar entre as retas, é necessário que

x > 18,868

Logo, N é aproximadamente

N = 18,868

Resposta

N = 2,824   ( p a r a   ϵ = 0,5 )

N = 18,868   ( p a r a   ϵ = 0,1 )

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