Enunciado

23. Use as definições das funções hiperbólicas para achar os seguintes limites.

(a) lim x → ∞ ⁡ tgh ⁡ x

(b) lim x → - ∞ ⁡ tgh ⁡ x

(c) lim x → ∞ ⁡ senh ⁡ x

(d) lim x → - ∞ ⁡ senh ⁡ x

(e) lim x → ∞ ⁡ sech ⁡ x

(f) lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x

(g) lim x → 0 + ⁡ cotgh ⁡ x

(h) lim x → 0 - ⁡ cotgh ⁡ x

(i) lim x → - ∞ ⁡ cossech ⁡ x

Passo 1

Aqui queremos encontrar o seguinte limite:

lim x → ∞ ⁡ sech ⁡ x

A secante é a mesma coisa que 1 sobre cosseno:

sech ⁡ x = 1 cosh ⁡ x

A gente sabe que a definição de cosseno hiperbólico é:

cosh ⁡ x = e x + e - x 2

Agora vamos usarisso no nosso limite e ver qual resultado vai dar. Aqui também vale a pena a gente lembrar como funciona a função exponencial, vou trazer o gráfico dela aqui:

Essa é uma função que vai para infinito quando x vai para infinito e que vai para zero quando x vai para menos infinito.

Passo 2

Queremos resolver o seguinte limite:

lim x → ∞ ⁡ sech ⁡ x

Substituindo a secante pelo inverso do cosseno:

lim x → ∞ ⁡ 1 cosh ⁡ x

Substituindo a fórmula do cosseno hiperbólico:

lim x → ∞ ⁡ 1 e x + e - x 2

Portanto, temos:

lim x → ∞ ⁡ 2 e x + e - x

Substituindo por infinito: lim x → ∞ ⁡ sech ⁡ x = 2 e ∞ + e - ∞

lim x → ∞ ⁡ sech ⁡ x = 2 ∞ + 0

lim x → ∞ ⁡ sech ⁡ x = 2 ∞ = 0

Resposta

lim x → ∞ ⁡ sech ⁡ x = 0

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