O autor e a editora empenharam-se para citar adequadamente e dar o devido crédito a todos os detentores dos direitos autorais de qualquer material utilizado neste livro, dispondo-se a possíveis acertos caso, inadvertidamente, a identificação de algum deles tenha sido omitida. Não é responsabilidade da editora nem do autor a ocorrência de eventuais perdas ou danos a pessoas ou bens que tenham origem no uso desta publicação. Apesar dos melhores esforços do autor, do editor e dos revisores, é inevitável que surjam erros no texto. Assim, são bem-vindas as comunicações de usuários sobre correções ou sugestões referentes ao conteúdo ou ao nível pedagógico que auxiliem o aprimoramento de edições futuras. Os comentários dos leitores podem ser encaminhados à LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora pelo e-mail [email protected]. Direitos exclusivos para a língua portuguesa Copyright © 1988, 1997, 1999 e 2002 by Hamilton Luiz Guidorizzi LTC — Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda. Uma editora integrante do GEN | Grupo Editorial Nacional Reservados todos os direitos. É proibida a duplicação ou reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na internet ou outros), sem permissão expressa da editora. Travessa do Ouvidor, 11 Rio de Janeiro, RJ — CEP 20040-040 Tels.: 21-3543-0770 / 11-5080-0770 Fax: 21-3543-0896 [email protected] www.ltceditora.com.br Capa: Dan Palatnik Produção Digital: Geethik 1.ª edição: 1988 – Reimpressões: 1989, 1994 (duas), 1995 e 1996 2.ª edição: 1997 3.ª edição: 1999 – Reimpressões: 2000 e 2001 5.ª edição: 2002 – Reimpressões: 2004, 2007 (duas), 2008, 2009, 2010, 2011, 2012 e 2013 CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO-NA-FONTE SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE L IVROS, RJ. 5.ed. v.4 Guidorizzi, Hamilton Luiz Um curso de cálculo, vol. 4 / Hamilton Luiz Guidorizzi. - 5.ed. - [Reimpr.]. - Rio de Janeiro : LTC, 2013. Contém exercícios e respectivas respostas, sugestões ou soluções Apêndices Inclui bibliografia ISBN 978-85-216-2247-5 1. Cálculo. I. Título. 08-4400. CDD: 515 CDU: 517.2/.3 Aos meus queridos padrinhos Fina e Luiz PREFÁCIO Com este volume completa-se a coleção UM CURSO DE CÁLCULO. Nos Caps. de 1 a 8 são estudadas as sequências numéricas, séries numéricas, sequências de funções, séries de funções e séries de potências. O Cap. 9 é uma pequena introdução ao estudo das séries de Fourier. O restante do livro é uma introdução ao estudo das equações diferenciais ordinárias. Nesta 5.ª edição, além de rever e reescrever parte do Cap. 10, foi incluído como apêndice (Apêndice 3) o simples e “incrível” critério de Kummer para convergência e divergência de séries de termos positivos; dele, como num passe de mágica, saem os critérios da razão, de Raabe, de De Morgan etc. Gostaria de observar que, enquanto do critério de Kummer saem alguns dos principais critérios para convergência e divergência de séries de termos positivos, da identidade de Abel, Seção 5.3, resultam os mais importantes critérios para convergência de séries não absolutamente convergentes, conforme mostram os Exercícios 4 e 5 da seção mencionada. Escrever esses quatro volumes foi um prazer imenso. O retorno vindo de professores e alunos tem sido maravilhoso. Para culminar, deste quarto volume surgiu a ideia para a minha tese de doutorado e, como consequência, para os artigos de pesquisa publicados (veja a página 204 deste volume e referências bibliográficas mencionadas). Foi muito trabalho e, para mim, tudo muito mágico. Valeu a pena! Mais uma vez não poderia deixar de agradecer às colegas Zara Issa Abud, pela leitura cuidadosa do manuscrito e pelas inúmeras sugestões e comentários que foram e continuam sendo de grande valia, e Myriam Sertã, pela inestimável ajuda na elaboração do Manual do Professor. Gostaria, também, de agradecer a todos os colegas e alunos que, com críticas e sugestões, muito têm contribuído para o aprimoramento do texto. Finalmente, agradeço à Editora LTC pelo excelente trabalho de editoração e de divulgação, bem como pela forma cordial com que sempre me tem tratado. Hamilton Luiz Guidorizzi Material Suplementar Este livro conta com o seguinte material suplementar: ■ Manual de Soluções (restrito a docentes) O acesso ao material suplementar é gratuito, bastando que o leitor se cadastre em: http://gen-io.grupogen.com.br.