Enunciado

Use o resultado do Exercício 51 para provar que underset(x -> 0)(lim) (ln (1 + x))/(x) = 1 .

Passo 1

Substituindo x p o r x + 1 e dividindo todos os termos por x temos:

1 - (1)/(1 + x) < l n (x + 1) < x (x + 1 - 1)/(x + 1) < ln (x + 1) < x (x)/(x + 1) < ln (x + 1) < x (x)/(x (x + 1)) < (ln (x + 1))/(x) < (x)/(x) (1)/(x + 1) < (ln (x + 1))/(x) < 1

Passo 2

Sabemos que underset(x -> 0)(lim) (1)/(x + 1) = 1 e underset(x -> 0)(lim) 1 = 1 , então podemos achar o valor do underset(x -> 0)(lim) (ln (1 + x))/(x) utilizando o teorema do confronto. O teoremoa do confronto se refere a função cujo os valores estão limitados entre duas outras funções. Suponha que g (x) < f (x) < h ( x ) para qualquer x em uma intervalo aberto contendo c, exceto em x=c (pois não nos interessa o valor quando x=c quando calculamos limites, apenas o valor que a função irá assumir quando os valores se aproximarem cada vez mais dele). Suponha também que underset(x -> c)(lim) g ( x ) = underset(x -> c)(lim) h ( x ) = L . Então, underset(x -> c)(lim) f (x) = L .

Tendo esse teorema na cabeça, vamos aplicá-lo na nossa questão! underset(x -> 0)(lim) (1)/(x + 1) < underset(x -> 0)(lim) (ln (x + 1))/(x) < underset(x -> 0)(lim) 1 1 < underset(x -> 0)(lim) (ln (x + 1))/(x) < 1 Logo, underset(x -> 0)(lim) (ln (1 + x))/(x) = 1 .

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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