Calcule o limite a seguir na imagem anexada:

Alexandre

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1 Resposta

tokioruiva

Temos o seguinte limite:

sf :  :  :  :  :  :  :  ullet : lim_{x	o-infty}left(frac{x+4}{x+5}ight)^{(x + 10)}  :  ullet

Este limite se assemelha com um dos limites fundamentais, dado por:

sf :  :  :  :  :  :  :  ullet : lim_{x	o pminfty}left(1 + frac{1}{x}ight)^{x }  = e :  ullet

Ou seja, vamos partir da ideia deste limite fundamental, tentando se aproximar desta estrutura, através de substituições algébricas.

________________________________

Para iniciar, vamos fazer uma substituição de uma letra qualquer na expressão do denominador da fração que está dentro do limite:

sf g = x + 5 :  :  	o :  : x = g - 5

Substituindo esta expressão em todos os termos que possuem "x":

sf lim_{x	o-infty}left(frac{g - 5+4}{g - 5+5}ight)^{(g - 5 + 10)}  :  :  	o :  : sf lim_{x	o-infty}left(frac{g -1}{g }ight)^{(g  + 5)}

Como fizemos esta alteração na variável, devemos descobrir para onde a nova variável está tendendo:

sf lim_{x	o-infty} g, : mas : g = x + 5  sf lim_{x	o-infty} x + 5 :  	o :  lim_{x	o-infty}  -  infty  + 5 :   :  	o :  : lim_{x	o-infty} -  infty  =  -  infty

Portanto, temos que a nova variável também tende para o infinito negativo. Tendo feito isto, vamos fazer uma pequena mudança na fração dentro do limite, para que se assemelhe cada vez mais com o limite fundamental:

sf lim_{g	o-infty}left(frac{g -1}{g }ight)^{(g  + 5)}  :  : 	o :  :sf lim_{g	o-infty}left(frac{g }{g } -  frac{1}{g} ight)^{(g  + 5)}     sf lim_{g	o-infty}left(1 -  frac{1}{g} ight)^{(g  + 5)}

Agora vamos ter que fazer mais uma substituição para que a fração se torne positiva, assim como no limite fundamental. Então:

sf  -  frac{1}{g}  =  frac{1}{s}   : :  	o :  :  - s = g :  	o :  : s =  - g

Substituindo todo os termos em g por s:

sf lim_{g	o-infty}left(1-  frac{1}{g} ight)^{( g + 5)} :   :  	o :  : sf lim_{g	o-infty}left(1-  frac{1}{ - s} ight)^{( - s+ 5)}    sf lim_{g	o-infty}left(1 + frac{1}{ s} ight)^{( 5 - s)}

Descobrindo para onde a nova variável tende:

sf lim_{g	o-infty} s , : mas : s =  - g    sflim_{g	o-infty}  - g :  :  	o :  : lim_{g	o-infty}  - ( -  infty ) :  :  	o :  : lim_{g	o-infty}  infty  =  infty

Temos então que a nova variável tende para o infinito positivo. Feito isso, vamos agora aplicar uma das propriedades de potência:

:  :  :  :  :  :  :  :  :  :  :  :  :  :  :  oxed{ sf (x) {}^{y + z}  = x {}^{y}  + x {}^{z} }    sf lim_{s	oinfty}left(1 + frac{1}{ s} ight)^{( 5 - s)}   :  	o :    sf lim_{s	oinfty} left [ left(1 + frac{1}{ s} ight)^{( 5 )} .  left(1 + frac{1}{ s} ight)^{(  - s)} ight ]     sflim_{s	oinfty} left [ left(1 + frac{1}{ s} ight)^{( 5 )} .  frac{1}{ left(1 + frac{1}{ s} ight)^{s}  } ight ]

Utilizando a propriedade da multiplicação de limites podemos separar essa multiplicação em dois limites sendo multiplicados:

sf sflim_{s	oinfty} left(1 + frac{1}{ s} ight)^{( 5 )} . lim_{s	oinfty} frac{1}{ left(1 + frac{1}{ s} ight)^{s}  }

Observe que o segundo limite na parte do denominador é basicamente o limite fundamental, ou seja, podemos substituir o resultado, que é basicamente o número de Euler:

sf sflim_{s	oinfty} left(1 + frac{1}{ s} ight)^{( 5 )} .  lim_{s	oinfty} frac{1}{ e } :  :  	o :  :  sf sflim_{s	oinfty} left(1 + frac{1}{ s} ight)^{( 5 )} .  frac{1}{e}      sf sf frac{1}{e}. lim_{s	oinfty} left(1 +  cancel{frac{1}{  infty }} {}^{0}  ight)^{(  5 )}  :  :  	o :  :  frac{1}{e} .lim_{s	oinfty}(1 {}^{5} ) :  :  	o :  :  frac{1}{e} .1     oxed{oxed{  sf frac{1}{e} }}

Portanto, podemos concluir que a resposta deste limite é igual a:

:  :  :  :  :  oxed{ sf: lim_{x	o-infty}left(frac{x+4}{x+5}ight)^{(x + 10)}  =  frac{1}{e}  : }

Como a questão pede para substituirmos o valor de Euler, temos que o resultado definitivo é:

oxed{sf  : lim_{x	o-infty}left(frac{x+4}{x+5}ight)^{(x + 10)}  = 0,367}:

Espero ter ajudado

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