Limite Exponencial
1. Vamos analisar o problema: calcular o limite
$$\lim_{n \to +\infty} \left(\frac{2n+3}{2n+1}\right)^{n+1}$$
2. Primeiro, observe que para grandes valores de $n$, a fração dentro do parênteses tende a 1, pois
$$\frac{2n+3}{2n+1} = \frac{2n+1+2}{2n+1} = 1 + \frac{2}{2n+1}$$
3. Reescrevendo o limite usando essa observação:
$$\lim_{n \to +\infty} \left(1 + \frac{2}{2n+1}\right)^{n+1}$$
4. Para facilitar, vamos aproximar $n+1 \approx n$ para o limite quando $n$ é grande, então:
$$\lim_{n \to +\infty} \left(1 + \frac{2}{2n+1}\right)^n$$
5. O limite tem forma do tipo:
$$\left(1 + \frac{k}{m_n}\right)^{m_n}$$
que converge para $e^k$ se $m_n$ for uma expressão que cresce para o infinito.
6. Aqui, $k = 2$ e $m_n = 2n+1$, mas o expoente é $n$, então precisamos escrever o expoente em termos de $m_n$:
Note que
$$m_n = 2n+1 \implies n = \frac{m_n - 1}{2}$$
Assim:
$$\left(1 + \frac{2}{m_n}\right)^n = \left(1 + \frac{2}{m_n}\right)^{\frac{m_n - 1}{2}} = \left[\left(1 + \frac{2}{m_n}\right)^{m_n}\right]^{\frac{m_n - 1}{2m_n}}$$
7. Agora, observe que
$$\lim_{m_n \to +\infty} \left(1 + \frac{2}{m_n}\right)^{m_n} = e^2$$
8. E o expoente interno converge para
$$\lim_{m_n \to +\infty} \frac{m_n - 1}{2m_n} = \frac{1}{2}$$
9. Portanto, o limite é:
$$e^{2 \times \frac{1}{2}} = e^1 = e$$
Resposta final:
$$\lim_{n \to +\infty} \left(\frac{2n+3}{2n+1}\right)^{n+1} = e$$