Livro de Matemática

Indeterminações

Estamos cientes de que dependendo da situação:

lim f(x) = f(a)
x→a

Porém, nem sempre obtemos um valor aceitável quando realizamos a substituição de x por a. Pode ocorrer de nos depararmos com valores indeterminados, que, nesse contexto, são os seguintes:

0
0
; 0•(±∞) ;
±∞
±∞
; ∞ – ∞

00; 1 e ∞0

Para encontrarmos de forma correta o limite procurado será necessário o uso de simplificações ou algebrismos para eliminarmos a indeterminação.

Nota:

Esboçar o gráfico da função ajuda bastante na interpretação do limite procurado.

Exemplo 1

Encontre o limite das funções abaixo:

a) lim
x² – 4
x – 2
x→2
b) lim
√(x + 2) – √2
x
x→0
c) lim
x³ – 4x² – 7x + 10
x² + 2x – 3
x→1
d) lim
(x + 2)² – 4
x
x→0

a) lim
x² – 4
x – 2
x→2
lim
2² – 4
2 – 2
=
0
0
x→2

Nos deparamos com uma indeterminação. Para eliminarmos este problema vamos analisar a função racional. O denominador e o numerador são dois polinômios. Usando o método da fatoração chegamos ao seguinte resultado:

lim
x² – 4
x – 2
=
(x + 2)(x – 2)
x – 2
x→2

O que resulta em:

lim x + 2 = 4
x→2

b) lim
√(x + 2) – √2
x
x→0
lim
√(0 + 2) – √2
0
x→0
lim
√2 – √2
0
=
0
0
x→0

Para levantarmos a indeterminação vamos multiplicar numerador e denominador por √(x + 2) + √2, ou conjugado, obtendo:

√(x + 2) – √2 √(x + 2) + √2
x √(x + 2) + √2
x + 2 – 2 = x
x(√(x + 2) + √2) x(√(x + 2) + √2)
1
√(x + 2) + √2

Agora calculamos o limite

lim
1
√(x + 2) + √2
x→0
lim
1
√(0 + 2) + √2
=
1
2 √2
=
√2
4
x→0

c) lim
x³ – 4x² – 7x + 10
x² + 2x – 3
x→1
lim
(1)³ – 4(1)² – 7(1) + 10
(1)² + 2(1) – 3
=
0
0
x→1

A(x) = x³ – 4x² – 7x + 10 e B(x) = x² + 2x – 3 são polinômios. Estes retornaram zero quando a variável x foi substituída por 1. Pelo teorema do resto, isso quer dizer que tanto A(x) quanto B(x) são divisíveis por (x – 1). Portanto:

lim
x³ – 4x² – 7x + 10
x – 1
x² + 2x – 3
x – 1
x→1
lim
x² – 3x – 10
x + 3
x→1
lim
(1)² – 3(1) – 10
1 + 3
=
-12
4
= -3
x→1

d) lim
(x + 2)² – 4
x
x→0
lim
(0 + 2)² – 4
0
=
(2)² – 4
0
=
0
0
x→0
(x + 2)² – 4 = x² + 4x + 4 – 4
x x
x² + 4x = x(x + 4) = x + 4
x x
lim x + 4 = 4
x→0