Matemática, perguntado por inaciokzero, 11 meses atrás

PRECISO DE AJUDA NESTA QUESTÃO ALGUÉM PODE ME AJUDA?
QUESTÃO DE PROVA

Anexos:

inaciokzero: fiquei com duvidas no uso do l'hopital
inaciokzero: na primeira vez e na segunda vez.. no caso da primeira como chegou nesse resultado d/dn (2n+3/2n+1) = 4(n+1)^2 e d/dn (1/n+1) = (2n+1)(2n+3) ??? já fiz e não consegui chegar nesse resultado me ajude..
KevinKampl: Pela regra da cadeia, a derivada de log [(2n + 3)/(2n + 1)] é -4/(4n² + 8n + 3), e a derivada de 1/(n + 1) é -1/(n + 1)².
KevinKampl: Então, após aplicar L'Hôpital, fica -4/(4n² + 8n + 3) no numerador e -1/(n + 1)² no denominador.
KevinKampl: Dividir o numerador por -1/(n + 1)² é a mesma coisa que multiplicar ele por -(n + 1)², então esse -1/(n + 1)² que está no denominador se torna um -(n + 1)² multiplicando o -4. Daí vem o 4(n + 1)² no numerador
KevinKampl: Resta no denominador somente o 4n² + 8n + 3. A questão aqui é que esse 4n² + 8n + 3 foi fatorado. 4n² + 8n + 3 = (2n + 3)(2n + 1). Porém, pode escrever 4n² + 8n + 3 se preferir, pois a derivada de 4n² + 8n + 3 será 8n + 8, assim como a derivada de (2n + 3)(2n + 1)
KevinKampl: Então, após a aplicar a regra de L'Hôpital pela primeira vez, vai ficar 4(n + 1)² no numerador e 4n² + 8n + 3 no denominador. E aí teremos a indeterminação ∞/∞, assim como ocorreu na resposta
KevinKampl: Se tiver mais alguma dúvida, é só dizer
inaciokzero: valeu muito obrigado..

Soluções para a tarefa

Respondido por KevinKampl
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Temos:

\lim_{n \to \infty} (\frac{2n + 3}{2n + 1})^{n + 1}\\\\\lim_{n \to \infty} exp(log(\frac{2n + 3}{2n + 1})^{n + 1})\\\\\lim_{n \to \infty} exp((n + 1)log(\frac{2n + 3}{2n + 1}))\\\\exp (\lim_{n \to \infty} ((n + 1)log(\frac{2n + 3}{2n + 1})))\\\\exp (\lim_{n \to \infty} \frac{log(\frac{2n + 3}{2n + 1})}{\frac{1}{n + 1}})

Como temos uma indeterminação do tipo 0/0 dentro dos parênteses, podemos aplicar a regra de L'Hôpital:

exp (\lim_{n \to \infty} \frac{log(\frac{2n + 3}{2n + 1})}{\frac{1}{n + 1}})\\\\exp (\lim_{n \to \infty} \frac{d/dn (log(\frac{2n + 3}{2n + 1}))}{d/dn (\frac{1}{n + 1})})\\\\exp (\lim_{n \to \infty} \frac{4(n+1)^{2}}{(2n +1)(2n + 3)})\\\\exp (4 \lim_{n \to \infty} \frac{(n+1)^{2}}{(2n +1)(2n + 3)})

Novamente, temos uma indeterminação dentro dos parênteses. Dessa vez, uma indeterminação do tipo ∞/∞. Portanto, podemos aplicar a regra de L'Hôpital mais uma vez:

exp (4 \lim_{n \to \infty} \frac{(n+1)^{2}}{(2n +1)(2n + 3)})\\\\exp (4 \lim_{n \to \infty} \frac{d/dn (n+1)^{2}}{d/dn (2n +1)(2n + 3)})\\\\exp (4 \lim_{n \to \infty} \frac{2(n + 1)}{2(2n + 3) + 2(2n + 1)})\\\\exp (4 \lim_{n \to \infty} \frac{2n + 2}{8n + 8})\\\\exp (4 \lim_{n \to \infty} \frac{1}{4})\\\\exp (4 * 1/4)\\\\exp (1)\\\\e

Logo:

\lim_{n \to \infty} (\frac{2n + 3}{2n + 1})^{n + 1} = e

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