1. Vamos resolver o limite $$\lim_{x \to 1} \frac{4x^3 - (1 - 3x^2)^2}{(x^3 - 1)^2}$$.
2. Primeiro, substituímos $x=1$ diretamente para verificar se o limite é uma forma indeterminada:
$$\frac{4(1)^3 - (1 - 3(1)^2)^2}{(1^3 - 1)^2} = \frac{4 - (1 - 3)^2}{(1 - 1)^2} = \frac{4 - (-2)^2}{0} = \frac{4 - 4}{0} = \frac{0}{0}$$
É uma forma indeterminada, então precisamos manipular a expressão.
3. Expandimos o numerador:
$$4x^3 - (1 - 3x^2)^2 = 4x^3 - (1 - 6x^2 + 9x^4) = 4x^3 - 1 + 6x^2 - 9x^4$$
4. Reorganizamos o numerador:
$$-9x^4 + 4x^3 + 6x^2 - 1$$
5. O denominador é:
$$(x^3 - 1)^2$$
Sabemos que $x^3 - 1 = (x - 1)(x^2 + x + 1)$.
6. Como o limite é para $x \to 1$, fatoramos o numerador para verificar se $(x-1)$ é fator comum.
7. Testamos $x=1$ no numerador para confirmar que é zero:
$$-9(1)^4 + 4(1)^3 + 6(1)^2 - 1 = -9 + 4 + 6 - 1 = 0$$
8. Usamos divisão sintética ou fatoração para dividir o numerador por $(x-1)$:
Dividindo $-9x^4 + 4x^3 + 6x^2 - 1$ por $(x-1)$, obtemos:
$$-9x^3 - 5x^2 + x + 1$$
9. Portanto:
$$-9x^4 + 4x^3 + 6x^2 - 1 = (x-1)(-9x^3 - 5x^2 + x + 1)$$
10. O denominador é:
$$(x^3 - 1)^2 = ((x-1)(x^2 + x + 1))^2 = (x-1)^2 (x^2 + x + 1)^2$$
11. Substituímos na expressão do limite:
$$\lim_{x \to 1} \frac{(x-1)(-9x^3 - 5x^2 + x + 1)}{(x-1)^2 (x^2 + x + 1)^2} = \lim_{x \to 1} \frac{\cancel{(x-1)}(-9x^3 - 5x^2 + x + 1)}{\cancel{(x-1)}(x-1)(x^2 + x + 1)^2} = \lim_{x \to 1} \frac{-9x^3 - 5x^2 + x + 1}{(x-1)(x^2 + x + 1)^2}$$
12. Ainda temos um fator $(x-1)$ no denominador, então verificamos se o numerador é zero em $x=1$:
$$-9(1)^3 - 5(1)^2 + 1 + 1 = -9 - 5 + 1 + 1 = -12 \neq 0$$
13. Como o numerador não é zero em $x=1$, o limite tende a infinito ou menos infinito. Para determinar o sinal, analisamos o comportamento próximo de $x=1$.
14. Para $x \to 1^+$, $(x-1) > 0$, numerador é aproximadamente $-12$ (negativo), então a fração é negativa dividida por positivo, resultado negativo infinito.
15. Para $x \to 1^-$, $(x-1) < 0$, numerador é negativo, denominador negativo vezes positivo ao quadrado, resultado positivo infinito.
16. Portanto, o limite não existe porque os limites laterais são diferentes:
$$\lim_{x \to 1^-} = +\infty, \quad \lim_{x \to 1^+} = -\infty$$
Resposta final: O limite não existe.
Limite Racional 0877E7
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