Seja dada por
Decida se é contínua nos pontos e .
Passo 1
Para uma função ser continua num ponto, a seguinte igualdade deve ser verdadeira:
Ou seja, para o ponto , devemos ter:
E para o ponto , devemos ter:
Vamos calcular esses limites então.
Passo 2
Começando por
Se tentarmos simplesmente substituir o ponto , vemos que chegamos a uma indeterminação do tipo .
Assim, precisamos de outra maneira pra resolver esse limite.
Se olharmos para a expressão do limite, também não parece que o teorema do sanduiche se aplica. Dessa forma, suspeitamos que esse limite não existe.
Para provar isso, vamos tentar calculá-lo pelo caminho :
Pois esse é um limite trigonométrico fundamental.
Ok, agora vamos tentar pelo caminho :
Ou seja, calculando por dois caminhos direrentes, achamos resultados diferentes, logo, esse limite não existe mesmo e assim a função não pode ser contínua em .
Passo 3
Agora, vamos resolver
Se tentarmos simplesmente substituir o ponto , vemos que chegamos novamente a uma indeterminação do tipo .
Assim, precisamos de outra maneira pra resolver esse limite.
Repare que a expressão do limite pode ser escrita como
Então, ficamos com:
Passo 4
Para resolver esse limite, como ele é o produto de duas funções contínuas, podemos fazer:
Para resolver esse primeiro limite, podemos fazer:
Nesse caso dava pra substituir direto, pois o ponto faz parte do domínio dessa função aí, daí a gente não chegou a nenhuma indeterminação usando a simples substituição.
Passo 5
Maravilha, agora vamos resolver
Nesse caso, repare que temos um termo que se repete no numerador e no denominador: . Parece uma boa ideia fazer uma mudança de variável então:
Assim:
O limite fica:
Porque esse é o limite fundamental trigonométrico.
Passo 6
Voltando ao nosso limite de interesse e substituindo os resultados que encontramos, temos, finalmente:
Opa, então
E nossa função é contínua no ponto .
Resposta
não é contínua em , mas é contínua em .