Démontrons que limx0sin(x)x=1\lim\limits_{x\to 0} \frac{\sin\left(x\right)}{x}=1 - Exercice 1

10 min
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Question 1

Démontrons que limx0sin(x)x=1\lim\limits_{x\to 0} \frac{\sin\left(x\right)}{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 ]0;+[] 0;+\infty[ par : f(x)=sin(x)xf(x)=\frac{\sin\left(x\right)}{x} et nous souhaitons calculer limx0sin(x)x\lim\limits_{x\to 0} \frac{\sin\left(x\right)}{x}.
Posons la fonction h:sin(x)h:\mapsto \sin\left(x\right) et h(0)=sin(0)=0h\left(0\right)=\sin\left(0\right)=0. La fonction hh est dérivable en 00 car la fonction sinusest dérivable sur R\mathbb{R}.
Ainsi :
limx0sin(x)x=limx0h(x)h(0)x0\lim\limits_{x\to 0} \frac{\sin\left(x\right)}{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 ];+[\left] -\infty;+\infty\right[, on a alors : h(x)=cos(x)h'\left(x\right)=\cos\left(x\right) et h(0)=cos(0)=1h'\left(0\right)=\cos\left(0\right)=1
D'où :
limx0sin(x)x=limx0h(x)h(0)x0=h(0)=1\lim\limits_{x\to 0} \frac{\sin\left(x\right)}{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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