calculos:limite2
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| - | ====== Noção de limite para funções ====== | ||
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| - | Antes de estudar esta pagina, você tem que estudar bem limites de sequências. Uma sequência numérica $ a_n$ pode ser considerada como uma função $ a : \mathbb{N} \rightarrow \mathbb{R}$ onde $ a(n) = a_n.$ Domínio desta função é $ \mathbb{N}.$ | ||
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| - | Quando falamos que $ \lim_{n \rightarrow \infty} a_n = a_*$ significa que o valor da função a, fica cada vez mais próximo ao número $ a_*$ na medida que escolhemos n no domínio da função, maior e maior. | ||
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| - | Agora vamos estudar a noção de limite para outras funções com domínios diferentes. A noção de limite foi o resultado de esforços de aproximadamente 2 séculos para poder definir a noção de derivada que serve para definir precisamente a taxa de variação de uma quantidade contínua. | ||
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| - | Intervalo furado: com um intervalo furado de raio $ \delta$ em torno de a, referimos um conjunto como a seguir: | ||
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| - | $ \{ x: a -\delta_1 < x < a\} = \{ x: x-\delta < x < a\} \cup \{x: a < x < a+\delta\}$ | ||
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| - | Consideramos um sub-conjunto $ S \subset \mathbb{R}$. | ||
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| - | observações: | ||
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| - | Não precisamos que o ponto $ a$ esteja dentro do conjunto S na definição acima. | ||
| - | Pela definição podemos concluir que se $ a$ é um ponto de acumulação do conjunto $ S$, então em qualquer intervalo furado em torno de $ a$, existem infinitos pontos do conjunto S. | ||
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| - | De fato podemos provar: Se $ a$ é um ponto de acumulação de $ S$, então existe uma sequência $ a_n, a_n \in S$ tal que $ \lim_{n \rightarrow \infty} a_n = a.$ Reciproca também vale: Se existe uma sequência dos pontos de $ S$ cujo limite é igual a $ a$ então $ a$ é um ponto de acumulação de $ S$. | ||
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| - | Seja $ S = (1, 2]$. Então podemos ver que todo o intervalo [1,2] são os pontos de acumulação de S. | ||
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| - | Considere $ S= \{\frac{1}{n} : n =1, | ||
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| - | Dica: O ponto a=0 é um ponto de acumulação, | ||
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| - | Se $ a$ for um ponto entre elementos do S, por exemplo $ 1/(n+1) < a < 1/n $ basta escolhermos intervalo furado em torno de $ a$ e raio $ min \{ \frac{1}{n} -a, a - \frac{1}{n+1}\}.$ | ||
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| - | Verifiquem outros casos, para convencer que o conjunto S tem apenas um ponto de acumulação. | ||
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| - | ====== Definição de limite de funções: ====== | ||
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| - | Seja $ S$ um subconjunto de números reais e $ a$ um ponto de acumulação de $ S$ e $ f : S \rightarrow \mathbb{R}$ uma função. Dizemos que o limite da função quando $ x$ tende ao $ a$ é igual a $ L$ e escrevemos | ||
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| - | $ \lim_{x \rightarrow a} f(x) = L$ | ||
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| - | se para todo $ \epsilon > 0$ existe $ \delta > 0$ que se $ x \in S$ e $ 0< |x-a| < \delta$ então $ |f(x) - L| < \epsilon.$ | ||
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| - | compare a definição acima com a estabilidade de computação dos valores de funções. Apenas precisamos ressaltar que nesta definição não estamos exigindo que $ a \in S$. O ponto $ a$ pode não estar no domínio da função. | ||
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| - | Semelhança e diferença entre limite e continuidade: | ||
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| - | quando definimos a continuidade de uma função num ponto $ x=a$, o ponto deve pertencer ao domínio da função, enquanto para calcular limite da função no ponto $ a$ basta que o ponto pertença aos pontos de acumulação do domínio da função. | ||
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| - | Vamos agora definir a continuidade de uma função em termos de limite. | ||
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| - | Seja $ S \subset \mathbb{R}$ e $ a \in S$ que também é um ponto de acumulação de S. Então a função $ f : S \rightarrow \mathbb{R}$ é contínua no ponto $ x=a$ se somente se $ \lim_{x \rightarrow a} f(x) = f(a).$ | ||
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| - | (a proposição acima decorre das definições de limite e continuidade.) | ||
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| - | - O limite de uma função no ponto $ x=a$ se existir é único. | ||
| - | - Seja $ S \subset \mathbb{R}$ e $ a$ um ponto de acumulação de $ S$ e $ f : S \rightarrow \mathbb{R}$ uma função. Então $ \lim_{x \rightarrow a} f(x) = L$ se somente se para qualquer sequência em $ S$, i.e $ (a_n), | ||
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| - | Usando proposição acima, podemos concluir seguinte proposição, | ||
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| - | Seja $ S \subset \mathbb{R}$ e $ a$ um ponto de acumulação de $ S$ e $ f, g : S \rightarrow \mathbb{R}$ duas funções tais que | ||
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| - | $ \lim_{x \rightarrow a} f(x) = L $ e $ \lim_{x \rightarrow a} g(x) = K$ | ||
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| - | então: | ||
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| - | 1. limite de $ f+g$ quando $ x$ tende ao ponto $ a$ existe e é igual a $ L+K.$ | ||
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| - | 2. $ \lim_{x \rightarrow a} fg (x) = KL$ | ||
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| - | 3. Se $ K \neq 0$ e $ a$ é um ponto de acumulação do conjunto $ \{x \in S: g(x) \neq 0\}$, então $ \lim_{x \rightarrow a} f/g (x) = L/K $ | ||
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