Teorema: Sejam f, g e h três funções tais que , para todo
. Se
, então existe
e também é igual a L.
Demonstração:
Por hipótese, dado , existem
e
tais que
se então
(1)
e
se então
(2)
Então, de (1), temos que ou seja,
para todo x tal que
.
E de (2), temos que ou seja,
para todo x tal que
.
Tomemos .
Então se , temos
e
ou seja, como , podemos escrever:
.
Logo, se , temos
, ou seja,
, o que significa que
, como queríamos demonstrar.