Teoria de limites e derivada

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Teoria de Limite e Derivadas
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Foi enquanto se dedicava ao estudo de algumas destas funções que Fermat deu conta das limitações do conceito clássico de reta tangente a uma curva como sendo aquela que encontrava a curva num único ponto.
Tornou-se assim importante reformular talconceito e encontrar um processo de traçar uma tangente a um gráfico num dado ponto - esta dificuldade ficou conhecida na História da Matemática como o “Problema da Tangente”.
Estas idéias constituíram o embrião do conceito de derivada e levou Laplace a considerar Fermat “o verdadeiro inventor do Cálculo Diferencial”. Contudo, Fermat não dispunha de notação apropriada e o conceito de limite nãoestava ainda claramente definido.
No séc. XVII Leibniz algebriza o Cálculo Infinitesimal, introduzindo os conceitos de variável, constante e parâmetro, bem como a notação dx e dy para designar a menor possível das diferenças em x e em y. Desta notação surge o nome do ramo da Matemática conhecido hoje como “Cálculo Diferencial”.
A Teoria dos Limites, tópico introdutório é fundamental daMatemática Superior. Portanto, o que veremos, será uma introdução à Teoria dos Limites, dando ênfase principalmente ao cálculo de limites de funções, com base nas propriedades pertinentes.
Matemático francês - Augustin Louis Cauchy – 1789/1857 foi, entre outros, um grande estudioso da Teoria dos Limites. Antes dele, Isaac Newton, inglês, 1642/1727 e Gottfried Wilhelm Leibniz, alemão, 1646/1716, jáhaviam desenvolvido o Cálculo Infinitesimal.
Dada a função y = f(x), definida no intervalo real (a, b), dizemos que esta função f possui um limite finito L quando x tende para um valor x0, se para cada número positivo ε , por menor que seja, existe em correspondência um número positivo δ , tal que para |x - x0| <δ , se tenha |f(x) - L | <ε , para todo x ≠ x0 .
Indicamos que L é o limite deuma função f( x ) quando x tende a x0 , através da simbologia abaixo: lim f(x) = Lx→ x0 Exemplo: Prove, usando a definição de limite vista acima, que: lim (x + 5) = 8 x→ 3.
Temos no caso: f(x) = x + 5 x0 = 3L = 8. Com efeito, deveremos provar que dado um ε > 0 arbitrário, deveremos encontrar um δ > 0, tal que, para |x - 3| < δ , se tenha |(x + 5) - 8| < δ . Ora, |(x + 5) - 8| < δ éequivalente a x - 3
| < ε. Portanto, a desigualdade |x - 3| < δ , é verificada, e neste caso δ = δ. Concluímos então que 8 é o limite da função para x tendendo a 3 ( x δ 3) .
O cálculo de limites pela definição, para funções mais elaboradas, é extremamente laborioso e de relativa complexidade. Assim é que, apresentaremos as propriedades básicas, sem demonstrá-las e, na seqüência, asutilizaremos para o cálculo de limites de funções. Antes, porém, valem as seguintes observações preliminares: a) É conveniente observar que a existência do limite de uma função, quando, x → x0 , não depende necessariamente que a função esteja definida no ponto x0 , pois quando calculamos um limite, consideramos os valores da função tão próximos quanto queiramos do ponto x0 , porém não coincidente comx0, ou seja, consideramos os valores da função na vizinhança do ponto x0 .Para exemplificar, consideremos o cálculo do limite da função abaixo, para x 3.

Observe que para x = 3, a função não é definida. Entretanto, lembrando que x2 - 9 = (x + 3) (x - 3), substituindo e simplificando, a função fica igual a f(x) = x + 3, cujo limite para x δ 3 é igual a 6, obtido pela substituição direta de xpor 3.
b) o limite de uma função y = f(x), quando x → x0, pode inclusive, não existir, mesmo a função estando definida neste ponto x0 , ou seja , existindo f(x0).
c) ocorrerão casos nos quais a função f(x) não está definida no ponto x0, porém existirá o limite de f(x) quando x → x0 . d) nos casos em que a função f(x) estiver definida no ponto x0 , e existir o limite da função f(x) para x →...
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