Terminale Analyse limitesasymptotesinfiniformes indéterminées

Limites de fonctions

Limites en un point et à l'infini, asymptotes, règles de calcul et formes indéterminées.

Limite en +∞+\infty et −∞-\infty

lim⁡x→+∞f(x)=ℓsi f(x) se rapproche de ℓ quand x→+∞\lim_{x \to +\infty} f(x) = \ell \quad \text{si } f(x) \text{ se rapproche de } \ell \text{ quand } x \to +\infty

Limites usuelles :

Fonctionlim⁡x→+∞\lim_{x\to+\infty}lim⁡x→−∞\lim_{x\to-\infty}
xnx^n (nn pair)+∞+\infty+∞+\infty
xnx^n (nn impair)+∞+\infty−∞-\infty
exe^x+∞+\infty00
ln⁡x\ln x+∞+\infty(non défini)
1x\frac{1}{x}0000

Limite en un point

lim⁡x→af(x)=ℓsi f(x)→ℓ quand x→a\lim_{x \to a} f(x) = \ell \quad \text{si } f(x) \to \ell \text{ quand } x \to a

Limites à gauche lim⁡x→a−\lim_{x \to a^-} et à droite lim⁡x→a+\lim_{x \to a^+} peuvent différer.

Limite infinie en aa : lim⁡x→0+1x=+∞\lim_{x \to 0^+} \dfrac{1}{x} = +\infty, lim⁡x→0−1x=−∞\lim_{x \to 0^-} \dfrac{1}{x} = -\infty


Règles de calcul

OpérationRègle
ℓ1+ℓ2\ell_1 + \ell_2Addition des limites
ℓ1×ℓ2\ell_1 \times \ell_2Produit des limites
ℓ1ℓ2\frac{\ell_1}{\ell_2} (ℓ2≠0\ell_2 \neq 0)Quotient des limites

Formes indéterminées (FI) : ∞∞\dfrac{\infty}{\infty}, ∞−∞\infty - \infty, 0×∞0 \times \infty, 00\dfrac{0}{0} → lever l’indétermination.


Lever une forme indéterminée

Factoriser par le terme dominant

Exemple : lim⁡x→+∞3x2−xx2+5\lim_{x\to+\infty} \dfrac{3x^2 - x}{x^2 + 5}

=lim⁡x2(3−1x)x2(1+5x2)=3−01+0=3= \lim \frac{x^2(3 - \frac{1}{x})}{x^2(1 + \frac{5}{x^2})} = \frac{3 - 0}{1 + 0} = 3

Multiplier par la quantité conjuguée

Exemple : lim⁡x→+∞(x+1−x)\lim_{x\to+\infty} \left(\sqrt{x+1} - \sqrt{x}\right)

=lim⁡(x+1)−xx+1+x=lim⁡1x+1+x=0= \lim \frac{(x+1) - x}{\sqrt{x+1} + \sqrt{x}} = \lim \frac{1}{\sqrt{x+1}+\sqrt{x}} = 0


Asymptotes

  • Asymptote horizontale y=ℓy = \ell : lim⁡x→±∞f(x)=ℓ\lim_{x\to\pm\infty} f(x) = \ell
  • Asymptote verticale x=ax = a : lim⁡x→a∣f(x)∣=+∞\lim_{x\to a} |f(x)| = +\infty
  • Asymptote oblique y=ax+by = ax + b : lim⁡x→±∞[f(x)−(ax+b)]=0\lim_{x\to\pm\infty} [f(x) - (ax+b)] = 0

Croissances comparées

lim⁡x→+∞exxn=+∞lim⁡x→+∞ln⁡xxn=0(n>0)\lim_{x\to+\infty} \frac{e^x}{x^n} = +\infty \qquad \lim_{x\to+\infty} \frac{\ln x}{x^n} = 0 \quad (n > 0)

lim⁡x→0+xln⁡x=0lim⁡x→+∞xe−x=0\lim_{x\to 0^+} x \ln x = 0 \qquad \lim_{x\to+\infty} x e^{-x} = 0

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