Exercícios Resolvidos de Indeterminação com x constante

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Enunciado

Calcule o limite, se possível. Caso conclua que o limite não existe, justifique.

lim x → 1 ⁡ x 100 - 2 x + 1 x 50 - 2 x + 1  

Passo 1

Faaaala ai! Vamos continuar estudando limites para ficar fera!!

Se substituirmos x = 1 a gente consegue ver que esse cara vai para uma indeterminação:

lim x → 1 ⁡ x 100 - 2 x + 1 x 50 - 2 x + 1   = 1 100 - 2 1 + 1 1 50 - 2 1 + 1 = 1 - 2 1 + 1 1 - 2 1 + 1 = 0 0

Bom, pra fugir disso a gente precisa fatorar esse cara. Mas calma aí, o bagulho tá elevado a 100 ? Como eu faço isso??

Então, você não faz! Mas nós faremos algo que vai nos levar ao resultado, através de um padrão na fatoração.

Passo 2

Para fatorar polinômios de grau maior ou igual a 3 a gente vai usar Briot-Ruffini!

Tendo que o valor é C = 1 e temos que dividir os dois polinômios por x - 1 .

Repara ainda, para o polinômio de cima, que teremos 1   acompanhando x 100 , 0 em todos do grau 99 até 2 , - 2 acompanhando x 1 e o ( + 1 ) acompanhando x 0 .

A gente vai pegar esses coeficientes e armar para nossa base do Briot-Ruffini ficar assim:

O esquema do Briot-Ruffini :

  1. Colocar uma raiz no coeficiente (no caso é 1 )
  2. Colocar os coeficientes
  3. Desce o primeiro coeficiente
  4. Multiplica ele pela raiz
  5. Soma com o próximo coeficiente
  6. e assim por diante:

Repara, tem um padrão! Todos com 0 ali vão ter coeficiente 1 ao dividir!

Continuando teremos:

Ou seja, x 100 - 2 x + 1 = ( x - 1 ) ( x 99 + x 98 + x 97 + … + x 2 + x - 1 ) .

Passo 3

Não sei se você já se deu conta, mas para o cara debaixo, com o x 50 , vamos ter a mesma coisa! A diferença nesse caso é que os coeficientes zerados estarão só de 49 até 2 .

1 acompanha x 50 , 0 acompanha de x 49 até x 2 , - 2 acompanha x e + 1 acompanha x 0

O esquema do Briot-Ruffini :

  1. Colocar uma raiz no coeficiente (no caso é 1 )
  2. Colocar os coeficientes
  3. Desce o primeiro coeficiente
  4. Multiplica ele pela raiz
  5. Soma com o próximo coeficiente
  6. e assim por diante:

Ou seja, x 50 - 2 x + 1 = x - 1 x 49 + x 48 + x 47 + … + x 2 + x - 1

Passo 4

Substituindo no limite, teremos:

lim x → 1 ⁡ x 100 - 2 x + 1 x 50 - 2 x + 1   = lim x → 1 ⁡ x - 1 x 99 + x 98 + x 97 + … + x 2 + x - 1 x - 1 x 49 + x 48 + x 47 + … + x 2 + x - 1

Eiiita, ta feio né?? Podemos cortar o ( x - 1 ) para deixar a situação menos pior kk ficando com:

= lim x → 1 ⁡ x 99 + x 98 + x 97 + … + x 2 + x - 1 x 49 + x 48 + x 47 + … + x 2 + x - 1

Rapaz, repara nesse limite que sobrou! Lembra que 1 elevado a qualquer número vai dar 1 ? A gente vai ficar com 99 números 1 em cima e 49 embaixo ao substituir x → 1 , fora os dois - 1 que sobraram ali:

lim x → 1 ⁡ x 99 + x 98 + x 97 + … + x 2 + x - 1 x 49 + x 48 + x 47 + … + x 2 + x - 1 = 1 ⋅ 99 - 1 1 ⋅ 49 - 1

E isso fica

= 99 - 1 49 - 1 = 98 48

Simplificando, temos:

49 24

Questão trabalhosa e complicadinha, hein?

Resposta

lim x → 1 ⁡ x 100 - 2 x + 1 x 50 - 2 x + 1   = 49 24