Calcule os limites
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Estamos tentando calcular o limite da expressão
. O tema aqui é limites, que é uma parte muito importante da análise matemática. Para resolver isso, precisamos entender o comportamento da função quando
se aproxima de 0. Vamos precisar da definição de limite e, possivelmente, da série de Taylor do
.
Passo 2
A primeira coisa que podemos fazer é substituir
na expressão para ver o que acontece. Se substituímos, temos:
Isso é uma indeterminação! Então, não conseguimos resolver só assim. A gente precisa de uma abordagem diferente.
Uma forma de resolver é usar a série de Taylor para a função
. A série de Taylor de
em torno de 0 é dada por:
Agora, se a gente substitui isso na expressão do limite, fica assim:
Então, a expressão que está no numerador se torna aproximadamente
para valores próximos a
.
Passo 3
Agora, vamos substituir essa aproximação de volta na expressão original do limite:
Isso pode ser simplificado para:
Agora, conforme
vai se aproximando de
, o termo
e os outros termos com
vão para
. Assim, ficamos com:
Resposta
Portanto, o limite que nós calculamos é
.