Enunciado

Use as definições de funções hiperbólicas para achar o valor do limite.

lim x → - ∞ ⁡ tanh ⁡ x

Passo 1

Fala aí, tudo certinho?

Bom, essa questão pede pra gente usar as definições de funções hiperbólicas pra achar o limite dado por:

lim x → - ∞ ⁡ tanh ⁡ x

Para resolver esse exercício faremos exatamente o que o problema pediu. Vamos trocar a função por sua definição.

Lembrando que

tanh ⁡ x = senh ⁡ x cosh ⁡ x

E que

senh ⁡ x = e x - e - x 2

e

cosh ⁡ x = e x + e - x 2

Vamos ver como fica nosso limite.

Passo 2

Nosso primeiro passo vai ser

senh ⁡ x = e x - e - x 2

e

cosh ⁡ x = e x + e - x 2

Como

tanh ⁡ x = senh ⁡ x cosh ⁡ x

Então podemos escrever:

tanh ⁡ x = e x - e - x 2 e x + e - x 2

E repetindo a primeira fração e multiplicando pelo inverso da segunda ficamos com:

tanh ⁡ x = e x - e - x 2 ⋅ 2 e x + e - x

E simplificando ficamos com:

tanh ⁡ x = e x - e - x e x + e - x

Sendo assim, podemos reescrever nosso limite com:

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

Opa, então é com esse limite que devemos nos preocupar agora.

Então, vamos calcular!!

Passo 3

Assim, temos:

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

E invertendo as exponenciais com expoentes negativos teremos:

lim x → - ∞ ⁡ tanh ⁡ x = lim x → - ∞ ⁡ e x - 1 e x e x + 1 e x

E tirando o mmc nos dois membros, ficamos com:

lim x → - ∞ ⁡ tanh ⁡ x = lim x → - �� ⁡ e 2 x - 1 e x e 2 x + 1 e x  

Que simplificando se torna:

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

Se aplicarmos o limite nessa função, teremos uma indeterminação. Veja:

lim x → - ∞ ⁡ e 2 x - 1 e 2 x + 1 = e 2 ⋅ - ∞ - 1 e 2 ⋅ - ∞ + 1 = 0 - 1 0 + 1

Assim:

lim x → - ∞ ⁡ tanh ⁡ x = - 1

E prontinho. Finalmente limite calculado.

Resposta

lim x → - ∞ ⁡ tanh ⁡ x = - 1  

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