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calculos:limite1

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-====== Limite e Continuidade 1 ====== 
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-Considerando o assunto de erro de aproximação, para um ponto $ x \in Dom(f)$ (um ponto no domínio de f) dizemos que a função é contínua no ponto x (ou que tem estabilidade de computação no ponto x), se 
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-$ \forall \epsilon > 0, \exists \delta >0$ tal que se $ |x-y| \leq \delta$ entao $ |f(x) - f(y)| \leq \epsilon$ 
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-Lembrem pela aula anterior que determinar o valor adequado de $ \delta$ pode depender de x e $ \epsilon$ e geralmente é uma tarefa árdua. 
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-<color #ed1c24>Vai ser difícil!? nem tanto! 
-</color> 
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-Para mostrar a continuidade de uma função no futuro próximo vamos utilizar uma ferramenta que essencialmente é uma mistura de uso de álgebra e análise. De fato álgebra (como um aparelho massageador de expressõs e funções) vai colaborar para domesticar os monstros com ajuda de análise. Este é o processo de limite! antes de falar de limite de funções vamos mostrar como mais um exemplo, a continuidade de uma função trigonométrica. 
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-Exemplo de continuidade: 
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-Vamos mostrar que a função $ f(x) = sen(x)$ é contínua em todos seu domínio. 
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-Vamos falar um pouco de trigonometria. Lembramos que os ângulos serão identificados com números reais, considerando uma relação de equivalência, i.e, dois números cujos diferença é um múltiplo inteiro de $ 2 \pi$ são o mesmo ângulo.  Lembramos também que estamos considerando a medida dos ângulos em radiano. 
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-Vamos primeiro provar que $x \rightarrow sen(x)$ é contínua no ponto $x=0$. Já que $sen(0)=0$; precisamos provar que para todo $ \epsilon >0$ existe um número $ \delta >0$ tal que se $ |\theta - 0| = |\theta| \leq \delta$ então $ |sen(\theta) - sen(0)| = |sen(x) | \leq \epsilon. $ 
- 
-Para facilitar vamos considerar o círculo de raio 1 e assim $ sen(\theta) = AH $. (apesar de que na figura está aparecendo 3!). Observe que a medida de ângulo em radiano é igual a proporção dos comprimentos do arco correspondente e o raio do círculo. 
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-No triângulo retangular AHD, sabemos que AH < AD (hipotenusa é maior do que cateto) e o comprimento de AD é menor do que o do arco AD que pela definição é igual a $ \theta.$ 
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-portanto $ sen(\theta) < AH < AD < \theta.$ Veja $ \theta$ considerado na figura  (ângulo $DOA$). 
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-{{ :trig.png?500 |}} 
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-é positivo e portanto $ |sen(\theta)| = sen(\theta) < \theta$. Isto significa que basta tomarmos $ \delta = \epsilon$ (a escolha de delta está em nossa mão e pode depender do $ \epsilon$). 
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-Se $ \eta < 0$, o argumento será similar: O ângulo DOB = $ \eta$ é negativo e $ |sen(\eta)| = -sen(\eta) = KB < BD < |\eta|.$ Portanto novamente a escolha de $ \delta = \epsilon$ funciona. 
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-Agora vamos verificar a continuidade num ponto $ \theta_0$ arbitrário. Precisamos mostrar que para todo $ \epsilon > 0$ existe $ \delta >0$ tal que se $ |\theta - \theta_0| \leq \delta$ então $ |sen(\theta) - sen(\theta_0)| \leq \epsilon.$ Se escrevermos $ \theta = \theta_0 + h$ temos 
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-$ sen(\theta) - sen(\theta_0) = sen(\theta_0) cos(h) + cos(\theta_0) sen(h) - sen(\theta_0 ) $ 
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-$ = sen(\theta_0)(cos(\theta_0)-1) + cos(\theta_0)sen(h)$ 
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-então $ |sen(\theta) - sen(\theta_0)| \leq |sen(\theta_0)(cos(h) -1)| + |cos(\theta_0) sen(h)| $ 
- 
-agora, usamos seguintes estimativas: 
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-$ |sen(\theta_0)(cos(h) -1)| \leq |cos(h) -1|$ 
-$ |cos(\theta_0) sen(h)| \leq |sen(h)|$. 
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-Podemos escolher $ \delta > 0$ tal que se $ h \leq \delta$ então $ |cos(h) -1| \leq \epsilon/2.$ Isto pode ser demonstrado com um argumento geométrico como fizemos acima, para função coseno.   De fato basta tomar $\delta = \epsilon/2.$ 
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-Pela continuidade no zero, a escolha adequada do $ \delta$ implica que  $ |sen(h)| \leq \epsilon/2.$ 
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-Reunindo todas as conclusões acima: 
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-$ |sen(\theta) - sen(\theta_0)| \leq \epsilon/2 + \epsilon/2 = \epsilon. $ 
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-**Limites:**  
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-A noção de limite e convergência (já estudamos para sequências) para funções vai ser uma ferramenta muito útil e mágica para averiguar a continuidade das funções. Além disto tem suas utilidades por si só. 
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-Vamos discutir na próxima aula. 
  
calculos/limite1.1650278964.txt.gz · Last modified: 2022/04/18 07:49 by 127.0.0.1