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Aula 529 — Regra de L'Hôpital

50 min

Objetivo geral

Aplicar a Regra de L'Hôpital para resolver limites indeterminados, verificando sempre a forma antes de aplicar a regra.

Objetivos específicos

  • Enunciar a Regra de L'Hôpital: para formas 0/0 ou ∞/∞, lim f/g=lim f'/g' (se esse limite existir).
  • Verificar que o limite é realmente uma forma indeterminada ANTES de aplicar a regra.
  • Aplicar a regra repetidamente quando necessário, sempre reverificando a forma a cada aplicação.

Conhecimentos prévios

  • Formas indeterminadas, Módulo 29.
  • Regra do quociente, Aula 505 deste módulo.

Recursos didáticos

  • Apresentação de slides — Possor_MatAula529_Apresentacao.pptx.
  • Quadro/lousa e material de escrita.
  • Wolfram Alpha e GeoGebra CAS, para verificar derivadas e visualizar retas tangentes.

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios

5 min · Ausubel — ativação de subsunçores

O professor pergunta: para calcular lim(x→1)(x2-1)/(x+2), dá pra aplicar direto a Regra de L'Hôpital, derivando numerador e denominador?

Problematização Inicial

5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipado

Escrever lim(x→1)(x2-1)/(x+2) no quadro e perguntar se a Regra de L'Hôpital se aplica diretamente aqui. Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): aplicar a Regra de L'Hôpital sem antes verificar se o limite é realmente uma forma indeterminada (0/0 ou ∞/∞) — substituindo x=1 em (x2-1)/(x+2), obtém-se 0/3=0, um resultado perfeitamente definido por substituição direta; aplicar L'Hôpital aqui (derivando para 2x/1=2) daria um resultado ERRADO, pois a regra só vale para formas indeterminadas.

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentação dos slides 2 a 9: a Regra de L'Hôpital diz que, SE lim f(x)/g(x) é uma forma indeterminada 0/0 ou ∞/∞ (e certas condições de diferenciabilidade se cumprem), então lim f(x)/g(x)=lim f'(x)/g'(x), desde que esse segundo limite exista. O PRIMEIRO PASSO é sempre verificar a forma: para (x2-1)/(x+2) em x=1, a substituição direta dá 0/3=0 (não indeterminada) — o valor do limite já é 0, sem precisar de L'Hôpital. Já para lim(x→0)sen(x)/x, a substituição dá 0/0 (indeterminada) — aqui sim, aplica-se L'Hôpital: lim cos(x)/1=cos(0)=1, confirmando o limite fundamental do Módulo 29. Para lim(x→∞)x/ex (forma ∞/∞): aplicando L'Hôpital, lim 1/ex=0. Resolvendo a pergunta do Momento 2: não — antes de aplicar L'Hôpital, é preciso verificar que a forma é indeterminada; aqui a substituição direta já dá 0/3=0, um resultado válido sem indeterminação, e aplicar a regra daria um resultado incorreto.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento Proximal

Resolução guiada: verificar coletivamente a forma e aplicar L'Hôpital quando cabível em lim(x→0)(eˣ-1)/x (forma 0/0, resultado 1, confirmando o limite fundamental do Módulo 29). Em duplas: calcular lim(x→∞)(ln(x))/x (forma ∞/∞, aplicando L'Hôpital: lim (1/x)/1=0).

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Aplicação individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano).

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação (fechamento circular)

Retomar a pergunta do Momento 1: não — a substituição direta em (x2-1)/(x+2) no ponto x=1 já dá 0/3=0, um resultado definido sem indeterminação; aplicar L'Hôpital sem checar a forma primeiro produziria um resultado incorreto (2, em vez do correto 0).

Avaliação formativa

Ao longo da aula: perguntas rápidas de verificação (Momento 3) e observação direta durante a resolução guiada (Momento 4). Ao final: correção coletiva dos exercícios.

Lista de exercícios

1. Enuncie a Regra de L'Hôpital e sua condição de aplicação.

Gabarito: Para formas indeterminadas 0/0 ou ∞/∞, lim f/g=lim f'/g', se esse último limite existir.

2. lim(x→1)(x2-1)/(x+2) pode ser calculado por L'Hôpital?

Gabarito: Não é necessário — a substituição direta já dá 0/3=0, sem indeterminação.

3. Calcule lim(x→0)(eˣ-1)/x usando L'Hôpital.

Gabarito: 1 (forma 0/0; derivando: eˣ/1 em x=0 é 1).

4. Calcule lim(x→∞)(ln(x))/x usando L'Hôpital.

Gabarito: 0 (forma ∞/∞; derivando: (1/x)/1→0).

5. Encontre o erro: "a Regra de L'Hôpital pode ser aplicada a qualquer limite de quociente, indeterminado ou não".

Gabarito: Errado: a regra só vale para formas indeterminadas 0/0 ou ∞/∞; aplicá-la sem verificar a forma pode dar um resultado incorreto.