Fonction exponentielle de base $e$

Limites pour aller plus loin - Exercice 2

10 min
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Calculer les limites suivantes :
Question 1

limx+xex+1x{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{xe^{x} +1}{x}

Correction
limx+xex+1=+limx+x=+}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to +\infty } xe^{x} +1} & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{x\to +\infty } x} & {=} & {+\infty} \end{array}\right\}
Dans cette situation, on ne peut pas conclure.
Nous allons donc modifier l'écriture initiale de la limite.

Il vient alors que :
limx+xex+1x=limx+xexx+1x{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{xe^{x} +1}{x} ={\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{xe^{x} }{x} +\frac{1}{x}
limx+xex+1x=limx+ex+1x{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{xe^{x} +1}{x} ={\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} e^{x} +\frac{1}{x}
limx+ex=+limx+1x=0}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to +\infty } e^{x} } & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{1}{x}} & {=} & {0} \end{array}\right\} par somme\text{\red{par somme}}
limx+ex+1x=+{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} e^{x} +\frac{1}{x}=+\infty

Finalement :
limx+xex+1x=+{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{xe^{x} +1}{x} =+\infty
Question 2

limx+ex+x2x{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{e^{x} +x^{2}}{x}

Correction
limx+ex+x2=+limx+x=+}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to +\infty } e^{x} +x^{2}} & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{x\to +\infty } x} & {=} & {+\infty} \end{array}\right\}
Dans cette situation, on ne peut pas conclure.
Nous allons donc modifier l'écriture initiale de la limite.

Il vient alors que :
limx+ex+x2x=limx+exx+x2x{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{e^{x} +x^{2} }{x} ={\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{e^{x} }{x} +\frac{x^{2} }{x}
limx+ex+x2x=limx+exx+x×xx{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{e^{x} +x^{2} }{x} ={\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{e^{x} }{x} +\frac{x\times x}{x}
limx+ex+x2x=limx+exx+x{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{e^{x} +x^{2} }{x} ={\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{e^{x} }{x} +x
  • Pour tout entier naturel nn non nul, on a : limx+exxn=+\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{e^{x}}{x^n } =+\infty
  • limx+exx=+limx+x=+}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{e^{x} }{x} } & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{x\to +\infty }x} & {=} & { +\infty} \end{array}\right\} par somme\text{\red{par somme}}
    limx+exx+x=+{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{e^{x} }{x} +x=+\infty

    Finalement :
    limx+ex+x2x=+{\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty }} \frac{e^{x} +x^{2}}{x} =+\infty
    Question 3

    limx(x3+x+2)ex{\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} \left(x^{3} +x+2\right)e^{x}

    Correction
  • limxex=0\lim\limits_{x\to -\infty } e^{x} =0
  • limxx3+x+2=limxex=0}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to -\infty } x^{3} +x+2} & {=} & {-\infty } \\ {\lim\limits_{x\to -\infty } e^x} & {=} & {0} \end{array}\right\}
    Dans cette situation, on ne peut pas conclure.
    Nous allons donc modifier l'écriture initiale de la limite.

    Il vient alors que :
    limx(x3+x+2)ex=limxx3ex+limxxex+limx2ex{\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} \left(x^{3} +x+2\right)e^{x} ={\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} x^{3} e^{x} +{\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} xe^{x} +{\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} 2e^{x}
  • Pour tout entier naturel nn non nul, on a : limxxnex=0\lim\limits_{x\to -\infty } x^ne^{x} =0
  • Ainsi :
    limxx3ex=0limxxex=0limx2ex=0}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to -\infty } x^{3} e^{x}} & {=} & {0 } \\ {\lim\limits_{x\to -\infty }x e^{x}} & {=} & { 0} \\ {\lim\limits_{x\to -\infty } 2e^{x}} & {=} & { 0}\end{array}\right\} par somme\text{\red{par somme}}
    limxx3ex+limxxex+limx2ex=0{\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} x^{3} e^{x} +{\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} xe^{x} +{\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} 2e^{x}=0

    Finalement :
    limx(x3+x+2)ex=0{\mathop{\lim }\limits_{x\to -\infty }} \left(x^{3} +x+2\right)e^{x}=0