Definição de limite

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(Definição de limite)
 
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==Definição de limite==
 
==Definição de limite==
No que se segue considere-se uma função $f:D\subseteq \mathbb{R} \to \mathbb{R}$
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No que se segue considere-se uma função $f:D\subseteq \mathbb{R} \to \mathbb{R}$ e $a \in \mathbb{R}$ tal que $D$ contém um  
e $a \in \mathbb{R}$ tal que $D$ \underline{contém um intervalo aberto} de
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intervalo aberto de centro em $a$ com possível exceção do ponto $a$.
centro em $a$ com possível excepção do ponto $a$.
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$$\displaystyle \lim_{x\to a}f(x)=l,$$
 
$$\displaystyle \lim_{x\to a}f(x)=l,$$
 
se para toda a sucessão $(x_n)_{n \in \mathbb{N}}$, de elementos
 
se para toda a sucessão $(x_n)_{n \in \mathbb{N}}$, de elementos
de $D$, \underline{distintos de $a$}, que tende para $a$ ($\displaystyle \lim_{n \to +\infty}x_n=a$), a correspondente
+
de $D$, <u> distintos de $a$ </u>, que tende para $a$ ($\displaystyle \lim_{n \to +\infty}x_n=a$), a correspondente
sucessão das imagens
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sucessão das imagens $\left(f(x_n)\right)_{n \in \mathbb{N}}$ tende para $l$ ($\displaystyle \lim_{n \to +\infty}f(x_n)=l$).
$\left(f(x_n)\right)_{n \in \mathbb{N}}$ tende para $l$ ($\displaystyle \lim_{n \to +\infty}f(x_n)=l$).
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\small
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[[Exemplo 22|Exemplo]]
\textbf{Exemplo:} Seja $\displaystyle f(x)\!=\!\frac1{x+1}$ com $D_f\!=\!\mathbb R\!\setminus\!\{-1\}$.
+
Considerando a sucessão
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$$x_n\!=\!1\!+\!\frac{(-1)^n}n\to1 \mbox{\hspace{4mm} tem-se que \hspace{4mm}}{\displaystyle\lim_{n \to +\infty}\!\!f(x_n)}=\frac12 .$$
+
\vspace{0,5cm}
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\pvgpline f{f(x)=1/(x+1)}
 
\pvgpline s{s(x)=1+cos(x*pi)/x}
 
  
\begin{pvplot}[pos=c,name=sucx,unit=30mm,xyratio=20:1](-6,33)(-.2,1.7)%
+
'''Observações:'''
\pvaxes[x=\scriptstyle n,y=\scriptstyle x_n]%
+
\pvfunct[add=s,name=sucm,discrete]{x/x*s(x):(0,25)}%
+
\pvpoint[y=\scriptstyle1,ydash](30,1){}%
+
\end{pvplot}
+
\hfill
+
\begin{pvplot}[pos=c,name=sucf,unit=30mm](-.3,2.2)(-.2,1.7)%
+
\pvaxes[x=\scriptstyle x_n,y=\scriptstyle f(x_n)]%
+
\pvfunct[add=f,name=f,dash=.]{f(x):(-.2,1.8)}%
+
\pvfunct[add={f,s},name=sucp,discrete,parametric]{s(t),f(s(t)):(1,25)}%
+
\pvpoint[x=\scriptstyle1,y=\scriptstyle0.5,dash](1,.5){}%
+
\end{pvplot}
+
\vspace{0,5cm}
+
  
Contudo, este exemplo não demonstra que ${\displaystyle \lim_{x\to1}f(x)}=\frac12$,
+
* Pode existir $\displaystyle\lim_{x\to a}g(x)$ e $a\notin D_g$. Vejamos por exemplo  a função $g$ definida por $g(x)=\frac{x-1}{x^2-1}$, com domínio $D_g=\mathbb R\setminus\{1,-1\}$ e
porque foi considerada uma sucessão particular $x_n\!=\!1\!+\!\frac{(-1)^n}n$.
+
Para mostrarmos que ${\displaystyle\lim_{x\to1}f(x)}= \frac12$ vamos considerar uma sucessão $(x_n)_n$
+
qualquer, que convirja para 1 e tal que $x_n\in D \setminus \{1\},\; \forall n\in \mathbb{N}$, assim temos
+
$$\displaystyle\lim_{n\to+\infty}f(x_n)=\displaystyle\lim_{n\to+\infty}\frac{1}{x_n+1}=
+
\frac{1}{\displaystyle\lim_{n\to+\infty}x_n+1}=\frac{1}{1+1}=\frac{1}{2}.$$
+
Como  $\displaystyle\lim_{n\to+\infty}f(x_n)$ é independente da sucessão $(x_n)_n$ escolhida, pode garantir-se que ${\displaystyle\lim_{x\to1}f(x)}=\frac12$.\\
+
\vspace{0,5cm}
+
 
+
\textbf{Observações:}
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\begin{enumerate}
+
\item
+
\begin{minipage}[t]{100mm}
+
Pode existir $\displaystyle\lim_{x\to a}g(x)$ e $a\notin D_g$. Vejamos por exemplo  a função $g$ definida por $g(x)=\frac{x-1}{x^2-1}$, com domínio $D_g=\mathbb R\setminus\{1,-1\}$ e
+
 
$$\displaystyle\lim_{x\to 1}g(x)=
 
$$\displaystyle\lim_{x\to 1}g(x)=
 
\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{x-1}{x^2-1}=
 
\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{x-1}{x^2-1}=
 
\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{x-1}{(x-1)(x+1)}=\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{1}{x+1}=\frac12.$$
 
\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{x-1}{(x-1)(x+1)}=\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{1}{x+1}=\frac12.$$
{\small Repare-se que $\displaystyle \frac{x-1}{(x-1)(x+1)}=\frac{1}{x+1} \wedge x \neq 1$. Como se trata do limite quando $x$ tende para 1, $x$ é efectivamente diferente de $1$.}
+
 
\end{minipage}
+
Repare-se que $\displaystyle \frac{x-1}{(x-1)(x+1)}=\frac{1}{x+1} \wedge x \neq 1$. Como se trata do limite quando $x$ tende para 1, $x$ é efetivamente diferente de $1$.
\hfill
+
 
\begin{pvplot}[pos=.7,name=flmnc,unit=12mm](-1.5,2.5)(-.5,3)
+
[[File:lim2.jpg]]
\pvaxes[x=\scriptstyle x,y=\scriptstyle y]
+
 
\pvfunct[add=f,name=f,size=2]{f(x):(-.6,2)}
+
* O limite da função num ponto não é necessariamente a imagem da função no ponto. Considere-se por exemplo a função,
\pvpoint[y=\scriptstyle\frac12,x=\scriptstyle1,dash](1,.5){}
+
{|
\pvpoint[color=white,pt](1,.5)[]{\scriptstyle\circ}
+
|-
\pvpoint(1,1.5)[l]{\scriptstyle g(x)=\frac{\scriptstyle x-1}{\scriptstyle x^2-1}}
+
|$
%\pvpoint(1.01,.44){\vector(-4,1){.1}}\pvpoint(.45,.58){\vector(4,-1){.1}}
+
%\pvpoint(1,-.4){\vector(-1,0){.2}}\pvpoint(.4,-.4){\vector(1,0){.2}}
+
%\pvpoint(-.25,.1){\vector(0,1){.2}}\pvpoint(-.25,.9){\vector(0,-1){.2}}
+
\end{pvplot}
+
\item
+
\begin{minipage}[t]{100mm}
+
O limite da função num ponto não é necessariamente a imagem da função no ponto. Considere-se por exemplo a função,
+
\[
+
 
h(x)=
 
h(x)=
 
\begin{cases}
 
\begin{cases}
Line 77: Line 35:
 
2&\text{se }x=1,
 
2&\text{se }x=1,
 
\end{cases}
 
\end{cases}
\]
+
$ ||
$\displaystyle\lim_{x\to 1}h(x)=\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{1}{x+1}=\frac12$ e $h(1)=2$.
+
[[File:lim3.jpg]]  $\displaystyle\lim_{x\to 1}h(x)=\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{1}{x+1}=\frac12$ e $h(1)=2$.  
\end{minipage}
+
|}
\hfill
+
 
\begin{pvplot}[pos=0.8,name=flmnc,unit=12mm](-1.5,2.5)(-.5,4)
+
[[Matemática Elementar#Limites e continuidade|Voltar]] &nbsp; &nbsp;  [[Continuidade|Seguinte]]
\pvaxes[x=\scriptstyle x,y=\scriptstyle y,yrange={-.5,3}]
+
\pvfunct[add=f,name=f,size=2]{f(x):(-.6,2)}
+
\pvpoint[x=\scriptstyle1,y=\scriptstyle2,dash,pt](1,2){}
+
%\pvpoint(-.2,2)[]{\scriptstyle2}
+
\pvpoint[y=\scriptstyle\frac12,ydash](1,.5){}
+
%\pvfunct[name=s,discrete]{1+1/x:(0,1.5)}
+
\pvpoint[color=white,pt](1,.5)[]{\circ}
+
\pvpoint(1.5,1.5)[l]{\scriptstyle h(x)}
+
%\pvpoint(1.01,.44){\vector(-4,1){.1}}\pvpoint(.45,.58){\vector(4,-1){.1}}
+
%\pvpoint(1,-.4){\vector(-1,0){.2}}\pvpoint(.4,-.4){\vector(1,0){.2}}
+
%\pvpoint(-.25,.1){\vector(0,1){.2}}\pvpoint(-.25,.9){\vector(0,-1){.2}}
+
\end{pvplot}
+
\end{enumerate}
+

Latest revision as of 16:25, 14 February 2013

[edit] Definição de limite

No que se segue considere-se uma função $f:D\subseteq \mathbb{R} \to \mathbb{R}$ e $a \in \mathbb{R}$ tal que $D$ contém um intervalo aberto de centro em $a$ com possível exceção do ponto $a$.


Diz-se que $f$ tem limite $l \in \mathbb{R}$ quando $x$ tende para $a$ em $D$, $$\displaystyle \lim_{x\to a}f(x)=l,$$ se para toda a sucessão $(x_n)_{n \in \mathbb{N}}$, de elementos de $D$, distintos de $a$ , que tende para $a$ ($\displaystyle \lim_{n \to +\infty}x_n=a$), a correspondente sucessão das imagens $\left(f(x_n)\right)_{n \in \mathbb{N}}$ tende para $l$ ($\displaystyle \lim_{n \to +\infty}f(x_n)=l$).

Exemplo


Observações:

  • Pode existir $\displaystyle\lim_{x\to a}g(x)$ e $a\notin D_g$. Vejamos por exemplo a função $g$ definida por $g(x)=\frac{x-1}{x^2-1}$, com domínio $D_g=\mathbb R\setminus\{1,-1\}$ e

$$\displaystyle\lim_{x\to 1}g(x)= \displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{x-1}{x^2-1}= \displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{x-1}{(x-1)(x+1)}=\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{1}{x+1}=\frac12.$$

Repare-se que $\displaystyle \frac{x-1}{(x-1)(x+1)}=\frac{1}{x+1} \wedge x \neq 1$. Como se trata do limite quando $x$ tende para 1, $x$ é efetivamente diferente de $1$.

Lim2.jpg

  • O limite da função num ponto não é necessariamente a imagem da função no ponto. Considere-se por exemplo a função,
$ h(x)= \begin{cases} \displaystyle \frac1{x+1}&\text{se }x\ne1\\ & \\ 2&\text{se }x=1, \end{cases} $

Lim3.jpg $\displaystyle\lim_{x\to 1}h(x)=\displaystyle\lim_{x\to 1}\frac{1}{x+1}=\frac12$ e $h(1)=2$.

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