Limites de fonctions : tout ce qu'il faut retenir de la Terminale

Comment reconnaître qu'une fonction admet une asymptote horizontale ou une asymptote verticale - Exercice 1

6 min
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Calculer les limites suivantes.
Que peut-on en déduire graphiquement ?
Question 1

limx2x+1\lim\limits_{x\to -\infty } \frac{2}{x+1}

Correction

Si limx+f(x)=l\lim\limits_{x\to +\infty } f(x) =lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l
Si limxf(x)=l\lim\limits_{x\to -\infty } f(x) =lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l

limx2=2limxx+1=+}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to -\infty } 2} & {=} & {2} \\ {\lim\limits_{x\to -\infty }x+1 } & {=} & {+\infty} \end{array}\right\} par quotient :
limx2x+1=0\lim\limits_{x\to -\infty } \frac{2}{x+1} =0

La courbe CfC_{f} admet au voisinage de -\infty une asymptote horizontale d'équation y=0y=0.
Question 2

limx+32x+1+4\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{3}{2x+1}+4

Correction

Si limx+f(x)=l\lim\limits_{x\to +\infty} f(x) =lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l
Si limxf(x)=l\lim\limits_{x\to -\infty } f(x) =lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l
limx+32x+1=0\lim\limits_{x\to +\infty} \frac{3}{2x+1}=0 ainsi limx+32x+1+4=4\lim\limits_{x\to +\infty} \frac{3}{2x+1}+4 =4
La courbe CfC_{f} admet au voisinage de ++\infty une asymptote horizontale d'équation y=4y=4.
Question 3

limx+3x2x2+4x\lim\limits_{x\to +\infty} \frac{3x-2}{x^{2} +4x}

Correction
Si limx+f(x)=l\lim\limits_{x\to +\infty} f(x)=lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l
Si limxf(x)=l\lim\limits_{x\to -\infty} f(x)=lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l

limx+3x2=+limx+x2+4x=+}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to +\infty } 3x-2} & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{x\to +\infty } x^{2} +4x} & {=} & {+\infty } \end{array}\right\} on obtient une forme indéterminée \frac{\infty }{\infty }
Au voisinage de ++\infty et de -\infty un quotient de polynômes est équivalent au quotient des monômes de plus haut degré.
Il vient alors que :
limx+3x2x2+4x=limx+3xx2=limx+3x=0\lim\limits_{x\to +\infty} \frac{3x-2}{x^{2} +4x}=\lim\limits_{x\to +\infty} \frac{3x}{x^{2} }=\lim\limits_{x\to +\infty} \frac{3}{x}=0
Finalement :
limx+3x2x2+4x=0\lim\limits_{x\to +\infty }\frac{3x-2}{x^{2} +4x}=0

La courbe CfC_{f} admet au voisinage de ++\infty une asymptote horizontale d'équation y=0y=0.
Question 4

limx2x24x+3x2x+1\lim\limits_{x\to -\infty } \frac{2x^{2}-4x+3}{x^{2}-x+1}

Correction

Si limx+f(x)=l\lim\limits_{x\to +\infty } f(x) =lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l
Si limxf(x)=l\lim\limits_{x\to -\infty } f(x) =lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l

limx2x24x+3=+limxx2x+1=+}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to -\infty } 2x^{2}-4x+3} & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{x\to -\infty } x^{2} -x+1} & {=} & {+\infty } \end{array}\right\} on obtient une forme indéterminée \frac{\infty }{\infty }
Au voisinage de ++\infty et de -\infty un quotient de polynômes est équivalent au quotient des monômes de plus haut degré.
Il vient alors que :
limx2x24x+3x2x+1=limx2x2x2=limx21=2{\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} \frac{2x^{2} -4x+3}{x^{2} -x+1} ={\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} \frac{2x^{2}}{x^{2}}={\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} \frac{2}{1}=2
Finalement :
limx2x24x+3x2x+1=2\lim\limits_{x\to -\infty } \frac{2x^{2}-4x+3}{x^{2}-x+1} =2

La courbe CfC_{f} admet au voisinage de -\infty une asymptote horizontale d'équation y=2y=2.
Question 5

limx+81+1x\lim\limits_{x\to +\infty } \sqrt{81+\frac{1}{x} }

Correction

Si limx+f(x)=l\lim\limits_{x\to +\infty } f(x) =lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l
Si limxf(x)=l\lim\limits_{x\to -\infty } f(x) =lll est une valeur finie alors la fonction ff admet une asymptote horizontale d'équation y=ly=l

Il s'agit d'une limite par composition.
On commence par calculer limx+81+1x\lim\limits_{x\to {\color{red}+\infty} }81+\frac{1}{x}.
Ainsi : limx+81+1x=81\lim\limits_{x\to {\color{red}+\infty}} 81+\frac{1}{x} ={\color{blue}81}
On pose X=81+1xX=81+\frac{1}{x}.
Lorsque xx tend vers +{\color{red}+\infty} alors XX tend vers 81{\color{blue}81}.
Or : limX81X=81=9\lim\limits_{X\to {\color{blue}81}} \sqrt{X }=\sqrt{81}={\color{green}9}
Par composition :
limx+81+1x=9\lim\limits_{x\to {\color{red}+\infty}} \sqrt{81+\frac{1}{x} }={\color{green}9}

La courbe CfC_{f} admet au voisinage de ++\infty une asymptote horizontale d'équation y=9y=9.