Démontrons que limx0ln(1+x)x=1\lim\limits_{x\to 0} \frac{\ln (1+x)}{x}=1 - Exercice 1

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Question 1

Démontrer que limx0ln(1+x)x=1\lim\limits_{x\to 0} \frac{\ln (1+x)}{x}=1

Correction
ff est dérivable en aa si la limite du taux de variation en aa lorsque xx tend vers aa est égale à une valeur finie\red{\text{valeur finie}} notée f(a)f'\left(a\right).
Autrement dit, ff est dérivable en aa si :
limxaf(x)f(a)xa=f(a)\lim\limits_{x\to a} \frac{f\left(x\right)-f\left(a\right)}{x-a} =f'\left(a\right)
On considère la fonction ff définie sur l'intervalle ]1;+[] -1;+\infty[ par : f(x)=ln(1+x)xf(x)=\frac{\ln (1+x)}{x} et nous souhaitons calculer limx0ln(1+x)x\lim\limits_{x\to 0} \frac{\ln (1+x)}{x}.
Posons la fonction h:ln(1+x)h:\mapsto \ln (1+x) et h(0)=0h\left(0\right)=0. La fonction hh étant dérivable sur ]1;+[] -1;+\infty[ alors hh est dérivable en 00.
Ainsi :
limx0ln(1+x)x=limx0h(x)h(0)x0\lim\limits_{x\to 0} \frac{\ln (1+x)}{x}=\lim\limits_{x\to 0} \frac{h\left(x\right)-h\left(0\right)}{x-0}.
D'après la définition : limx0h(x)h(0)x0=h(0)\lim\limits_{x\to 0} \frac{h\left(x\right)-h\left(0\right)}{x-0}=h'\left(0\right).
Pour tout réel xx de l'intervalle ]1;+[] -1;+\infty[, on a alors : h(x)=11+xh'\left(x\right)=\frac{1}{1+x} et h(0)=11+0=1h'\left(0\right)=\frac{1}{1+0}=1
D'où :
limx0ln(1+x)x=limx0h(x)h(0)x0=h(0)=1\lim\limits_{x\to 0} \frac{\ln (1+x)}{x}=\lim\limits_{x\to 0} \frac{h\left(x\right)-h\left(0\right)}{x-0}=h'\left(0\right)=1

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