Exercícios Resolvidos de Limites no Infinito

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Enunciado

Calcule o limite:

lim x → ∞ ⁡ 2 x 5 3 - x 1 3 + 7 x 8 5 + 3 x + x

Passo 1

Vamos ver mais essa aqui!

Substituindo diretamente o limite, nós caímos em uma indeterminação:

lim x → ∞ ⁡ 2 x 5 3 - x 1 3 + 7 x 8 5 + 3 x + x = ∞ ∞

Não dá pra a gente fazer assim então. Vamos ver pelo meio da fatoração!

Passo 2

Para essa fração, o maior grau de cima é 5 3 e de baixo é 8 5 . Vamos coloca-los em evidência (dica: podemos fazer isso de um jeito bem direto, subtraindo cada expoente pelo grau do termo que estamos colocando em evidência). Veja

lim x → ∞ ⁡ 2 x 5 3 - x 1 3 + 7 x 8 5 + 3 x + x

Vamos fazer agora aquelas subtrações ali nos expoentes com as frações...

Passo 3

A primeira subtração em cima é:

5 3 - 5 3 = 0

Depois

1 3 - 5 3

Aqui os denominadores são iguais, então a gente pode subtrair em cima e repetir o denominador:

1 3 - 5 3 =   - 4 3

A próxima que trava o nosso caminho é:

1 - 8 5

Aqui a gente pode escrever 1 = 5 5 pra poder ficar com os mesmos denominadores

5 5 - 8 5 = - 3 5

Agora falta:

1 2 - 8 5

Pra ficar com denominador igual, a gente pode multiplicar o 1 2 por 5 em cima e embaixo e o 8 5   por 2 :

1 ( 5 ) 2 ( 5 ) - 8 2 5 2

= 5 10 - 16 10 =   - 11 10

Prontinho! Vamos jogar isso lá no limite agora!

Passo 4

Voltando aqui:

lim x → ∞ ⁡ x 5 3 2 x 5 3 - 5 3 - x 1 3 - 5 3 + 7 x 0 - 5 3 x 8 5 1 x 8 5 - 8 5 + 3 x 1 - 3 5 + x 1 2 - 8 5

(Lembra que o negativo do expoente a gente pode eliminar jogando ele pra baixo)

= lim x → ∞ ⁡ x 5 3 2 - 1 x 4 3 + 7 x 5 3 x 8 5 1 + 3 x 3 5 + 1 x 11 10

Agora vamos simplificar esse x 5 3 que está na frente do parêntese em cima, com o x 8 5 na parte de baixo, também diminuindo os expoentes...

Passo 5

Olhando só para esses expoentes. Vamos fazer aqui:

5 3 - 8 5

Temos que deixar com denominadores iguais, então a gente pode multiplicar 5 3 por 5 em cima e embaixo, e 8 5 por 3 :

5 ( 5 ) 3 ( 5 ) - 8 ( 3 ) 5 ( 3 )

= 25 15 - 24 15

= 1 15

Reescrevendo lá então...

Passo 6

= lim x → ∞ ⁡ x 1 15 ⋅ 2 - 1 x 4 3 + 7 x 5 3 1 + 3 x 3 5 + 1 x 11 10

Vamos separar essa multiplicação assim agora:

lim x → ∞ ⁡ x 1 15 ⋅ lim x → ∞ ⁡ 2 - 1 x 4 3 + 7 x 5 3 1 + 3 x 3 5 + 1 x 11 10

Olha esse primeiro:

lim x → ∞ ⁡ x 1 15 = ∞ 1 15 = ∞

Passo 7

Beleza, o primeiro deu infinito, e o segundo?

Todos os termos com x no denominador, com x → ∞ vão pra zero, lembra? Então aqui vai ficar:

lim x → ∞ ⁡ 2 - 1 x 4 3 + 7 x 5 3 1 + 3 x 3 5 + 1 x 11 10

= 2 - 0 + 0 1 + 0 + 0 = 2 1 = 2

Então...

Passo 8

Nosso limite é:

lim x → ∞ ⁡ 2 x 5 3 - x 1 3 + 7 x 8 5 + 3 x + x

= ∞ ⋅ 2

= ∞

E finalmente, limite calculado! 😊

Resposta

lim x → ∞ ⁡ 2 x 5 3 - x 1 3 + 7 x 8 5 + 3 x + x = ∞