Enunciado

Use a regra de l’Hôpital para determinar o limite abaixo:

lim θ → π 2 ⁡ ln ⁡ ( c o s s e c   x ) x - π 2 2

Passo 1

Vamos aplicar a Regra de l’Hôpital. Esse teorema diz que se exitir funções tais que f a = g a = 0 , em que f e g sejam deriváveis em um certo intervalo aberto I contendo a e que g ' x ≠ 0 nesse interevalo se x ≠ a , então :

lim x → a ⁡ f x g x = lim x → a ⁡ f ' x g ' x

Para determinar

lim x → a ⁡ f x g x

pela regra de l’Hôpital você deve derivar f e g separadamente enquanto obter a forma 0/0 em x = a , ou seja, deriva o de cima e o de baixo separado (sem utulizar a forma da derivada do quociente) até não possuir mais indeterminação quando aplicar o limite.

Assim, temos que:

lim x → π 2 ⁡ ln ⁡ ( c o s s e c   x ) x - π 2 2 = lim x → π 2 ⁡ 1 c o s s e c   x   ( - c o s s e c   x c o t g   ( x ) ) 2 x - π 2

Simplificando:

lim x → π 2 ⁡ 1 c o s s e c   x   ( - c o s s e c   x c o t g   ( x ) ) 2 x - π 2 = lim x → π 2 ⁡ - c o t g   x 2 x - π

Retomando a operação e simplificando mais uma vez, temos:

lim x → π 2 ⁡ - c o t g   x 2 x - π = lim x → π 2 ⁡ c o s s e c 2 ( x ) 2 = lim x → π 2 ⁡ 1 s e n 2 ( x ) 2 =   1 2

Resposta

1 2

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