1. Vamos calcular o limite a) $$\lim_{n \to +\infty} \left(1 + \frac{1}{n^2}\right)^3$$
2. Como $n \to +\infty$, o termo $\frac{1}{n^2} \to 0$. Portanto, temos uma forma do tipo $(1 + 0)^3$ que é determinada.
3. Logo, $$\lim_{n \to +\infty} \left(1 + \frac{1}{n^2}\right)^3 = 1^3 = 1$$
4. Agora o limite b) $$\lim_{n \to +\infty} \left(\frac{2n + 5}{2n + 1}\right)^{n + 4}$$
5. Primeiro, simplificamos a fração dentro do parênteses dividindo numerador e denominador por $n$:
$$\frac{2n + 5}{2n + 1} = \frac{2 + \frac{5}{n}}{2 + \frac{1}{n}}$$
6. Quando $n \to +\infty$, $\frac{5}{n} \to 0$ e $\frac{1}{n} \to 0$, então a fração tende a $\frac{2}{2} = 1$.
7. Temos uma forma do tipo $1^{\infty}$, que é uma indeterminação. Para resolver, usamos o fato que
$$\lim_{n \to \infty} \left(1 + \frac{a_n}{n}\right)^n = e^{\lim_{n \to \infty} a_n}$$
8. Reescrevemos a base:
$$\frac{2n + 5}{2n + 1} = 1 + \frac{4}{2n + 1}$$
9. Então,
$$\left(\frac{2n + 5}{2n + 1}\right)^{n + 4} = \left(1 + \frac{4}{2n + 1}\right)^{n + 4}$$
10. Para facilitar, aproximamos $n + 4 \approx n$ para o limite e escrevemos:
$$\left(1 + \frac{4}{2n + 1}\right)^n$$
11. Note que $\frac{4}{2n + 1} \approx \frac{4}{2n} = \frac{2}{n}$ para $n$ grande.
12. Logo,
$$\left(1 + \frac{2}{n}\right)^n \to e^2$$
13. Portanto,
$$\lim_{n \to +\infty} \left(\frac{2n + 5}{2n + 1}\right)^{n + 4} = e^2$$
14. Finalmente, o limite c) $$\lim_{n \to +\infty} \sqrt{2^n + 3^n}$$
15. Para grandes $n$, $3^n$ cresce mais rápido que $2^n$, então $3^n$ domina a soma.
16. Podemos fatorar $3^n$ dentro da raiz:
$$\sqrt{2^n + 3^n} = \sqrt{3^n \left(\left(\frac{2}{3}\right)^n + 1\right)} = \sqrt{3^n} \sqrt{\left(\frac{2}{3}\right)^n + 1}$$
17. Como $\left(\frac{2}{3}\right)^n \to 0$ para $n \to +\infty$, temos:
$$\sqrt{\left(\frac{2}{3}\right)^n + 1} \to \sqrt{1} = 1$$
18. E $$\sqrt{3^n} = (3^n)^{1/2} = 3^{n/2}$$ que cresce para infinito.
19. Portanto,
$$\lim_{n \to +\infty} \sqrt{2^n + 3^n} = +\infty$$
Limites Infinito F0D762
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