Enunciado

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

(f) lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x

Passo 1

E aí! tudo certinho?

Nesse problema temos que calcular o limite

lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x

Tem ideia de como fazemos isso?

Pra resolver esse problema temos que lembrar das definições de funções hiperbólicas

sinh ⁡ x = e x - e - x 2 ,     cosh ⁡ x = e x + e - x 2

Para esse caso, temos que lembrar que

cotgh ⁡ x = 1 tgh ⁡ x

E como tgh ⁡ x = sinh ⁡ x cosh ⁡ x , temos que

cotgh ⁡ x = cosh ⁡ x sinh �� x

Assim, substituímos essas relações no limite e calculamos x → ∞

Saca só!

Passo 2

A gente viu no passo 1 que a cotangente hiperbólica fica:

cotgh ⁡ x = cosh ⁡ x senh ⁡ x

E substituindo pela definição de seno e cosseno hiperbólico, temos

cotgh ⁡ x = e x + e - x 2 e x - e - x 2

Simplificando a divisão por 2:

cotgh ⁡ x = e x + e - x e x - e - x

Aplicando o limite:

lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x = lim x → ∞ ⁡ e x + e - x e x - e - x

Para simplificar essa expressão podemos multiplicar em cima e embaixo por e - x :

lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x = lim x → ∞ ⁡ e x + e - x e x - e - x ⋅ e - x e - x

lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x = lim x → ∞ ⁡ 1 + e - 2 x 1 - e - 2 x

Substituindo por infinito, vamos ter que e - ∞ tende a 0 , logo... lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x = 1 + e - 2 ∞ 1 - e - 2 ∞

lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x = 1 + 0 1 - 0

lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x = 1

É isso! Entendeu tudo? Responde Aí!

Resposta

lim x → ∞ ⁡ cotgh ⁡ x = 1

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