Livro de Matemática

Limites no infinito

Veja as situações abaixo:

 

Situação 1: Seja ƒ uma função em um intervalo aberto (a,+∞).

lim f(x) = L
x→+∞

O limite de f(x) quando x → +∞ é L, quando L satisfaz a condição:

Para qualquer ε > 0, existe um δ > 0 desde que |f(x) – L| < ε sempre que x > δ.

Situação 2: Seja ƒ uma função em um intervalo aberto (-∞, b).

lim f(x) = L
x→-∞

O limite de f(x) quando x → +∞ é L, quando L satisfaz a condição:

Para qualquer ε > 0, existe um δ < 0 desde que |f(x) – L| < ε sempre que x < δ.

Nota:

Se n for um número inteiro positivo, então:

lim
1
xn
= 0
x→+∞
lim
1
xn
= 0
x→-∞

Exemplo 1

Determinar o limite:

lim
2x – 7
x – 3
x→+∞

Vamos reescrever o limite acima como uma divisão de duas funções.

lim
h(x)
g(x)
x→+∞

O limite de h(x) = 2x + 7 quando x tende a infinito é +∞.

lim 2x + 7 = +∞
x→+∞

O mesmo acontece para a função g(x) = x – 3.

lim x – 3 = +∞
x→+∞

Portanto, no limite original encontraríamos uma indeterminação.

lim
2x – 7
x – 3
=
+∞
+∞
x→+∞

Note que o termo que “rege” o numerador da função é o de maior grau, ou seja, 2x, e o termo que “rege” o denominador da função é o de maior grau, ou seja, x. Podemos assim reescrever o limite.

lim
2x
x
= 2
x→+∞

Exemplo 2

Determinar o limite:

lim
2x³ – 3x + 5
4x5 – 2
x→ – ∞

Podemos reescrever o limite como:

lim
2x³
4x5
x→ – ∞
lim
1
2x²
x→ – ∞
1
2
lim
1
=
1
2
* 0 = 0
x→ – ∞

Exemplo 3

Determinar o limite:

lim
2x + 5
√(2x² – 5)
x→ + ∞

Para resolvermos esse limite precisaremos simplificar a expressão. Vamos dividir o numerador e o denominador por x.

lim
2x ⁄ x + 5 ⁄ x
√(2x² ⁄ x² – 5 ⁄ x²)
x→ + ∞

O x aparece elevado ao quadrado dentro da raiz, porque x = √x².

lim
2 + 5 ⁄ x
√(2 – 5 ⁄ x²)
x→ + ∞

O termo

5
x
e
5

tendem a zero quando x tende a infinito.

lim
2
√2
=
2
√2
= √2
x→ + ∞