Limites de fonctions

Limites avec la fonction exponentielle - Exercice 3

10 min
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Déterminer les limites suivantes :
Question 1

limx+2ex2+3\lim\limits_{x\to +\infty } 2e^{-x^{2} +3}

Correction
Ici, il s’agit d’une limite par composition.\purple{\text{Ici, il s'agit d'une limite par composition.}}
On commence par calculer limx+x2+3=\lim\limits_{x\to \color{red}+\infty } -x^{2} +3={\color{blue}-\infty}.
On pose X=x2+3X=-x^{2} +3. Lorsque xx tend vers +{\color{red}+\infty} alors XX tend vers {\color{blue}-\infty}.
Ainsi : limX2eX=0\lim\limits_{X\to {\color{blue}-\infty} } 2e^{X} ={\color{green}0} .
Par composition :
limx+2ex2+3=0\lim\limits_{x\to \color{red}+\infty } 2e^{-x^{2} +3} ={\color{green}0}

Question 2

limx+ex+22x23\lim\limits_{x\to +\infty } e^{\frac{x+2}{2x^{2} -3} }

Correction
Ici, il s’agit d’une limite par composition.\purple{\text{Ici, il s'agit d'une limite par composition.}}
On commence par calculer limx+x+22x23\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{x+2}{2x^{2} -3} .
limx+x+22x23=limx+x(x+2x)x2(2x23x2)\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{x+2}{2x^{2} -3} =\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{x\left(\frac{x+2}{x} \right)}{x^{2} \left(\frac{2x^{2} -3}{x^{2} } \right)}
limx+x+22x23=limx+x(xx+2x)x2(2x2x23x2)\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{x+2}{2x^{2} -3} =\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty } \frac{x\left(\frac{x}{x} +\frac{2}{x} \right)}{x^{2} \left(\frac{2x^{2} }{x^{2} } -\frac{3}{x^{2} } \right)}
limx+x+22x23=limx+x(1+2x)x2(23x2)\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{x+2}{2x^{2} -3} =\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty } \frac{x\left(1+\frac{2}{x} \right)}{x^{2} \left(2-\frac{3}{x^{2}} \right)} . On simplifie maintenant le numérateur et le dénominateur par xx .
limx+x+22x23=limx+1+2xx(23x2)\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{x+2}{2x^{2} -3} =\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{1+\frac{2}{x} }{x\left(2-\frac{3}{x^{2}} \right)}
Ainsi : limx+1+2x=1limx+x(23x2)=+}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to +\infty } 1+\frac{2}{x} } & {=} & {1} \\ {\lim\limits_{x\to +\infty } x\left(2-\frac{3}{x^{2}} \right)} & {=} & {+\infty } \end{array}\right\} par quotient :\text{\red{par quotient :}}
limx+1+2xx(23x2)=0\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{1+\frac{2}{x} }{x\left(2-\frac{3}{x^{2}} \right)}=0

Finalement :\purple{\text{Finalement :}}
limx+x+22x23=0\lim\limits_{x\to {\color{red}+\infty} } \frac{x+2}{2x^{2} -3} ={\color{blue}0}

On pose X=x+22x23X=\frac{x+2}{2x^{2} -3} . Lorsque xx tend vers +{\color{red}+\infty} alors XX tend vers 0{\color{blue}0}.
Ainsi : limX0eX=1\lim\limits_{X\to {\color{blue}0}} e^{X} ={\color{green}1}.
Par composition :
limx+ex+22x23=1\lim\limits_{x\to {\color{red}+\infty}} e^{\frac{x+2}{2x^{2} -3} } ={\color{green}1}

Attention : on se rappelle qu'ici nous avons une asymptote horizontale d'équation y=1y=1 au voisinage de ++\infty.
Question 3

limx+e2x2+x+1\lim\limits_{x\to +\infty } e^{\frac{2}{x^{2} +x+1} }

Correction
Ici, il s’agit d’une limite par composition.\purple{\text{Ici, il s'agit d'une limite par composition.}}
On commence par calculer limx+2x2+x+1=0\lim\limits_{x\to {\color{red}+\infty} } \frac{2}{x^{2} +x+1} ={\color{blue}0}.
On pose X=2x2+x+1X=\frac{2}{x^{2} +x+1} . . Lorsque xx tend vers +{\color{red}+\infty} alors XX tend vers 0{\color{blue}0}.
Ainsi : limX0eX=1\lim\limits_{X\to {\color{blue}0}} e^{X} ={\color{green}1}.
Par composition :
limx+e2x2+x+1=1\lim\limits_{x\to {\color{red}+\infty} } e^{\frac{2}{x^{2} +x+1} } ={\color{green}1}

Attention : on se rappelle qu'ici nous avons une asymptote horizontale d'équation y=1y=1 au voisinage de ++\infty.