Chapitre 02 · Terminale

Limites de fonctions

Asymptotes, formes indéterminées et branches infinies

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Travailler Limites de fonctions en Terminale

Ce chapitre de limites de fonctions en terminale te demande à la fois de comprendre la méthode et de savoir l’utiliser sur des exercices variés. L’objectif n’est pas seulement d’obtenir le bon résultat, mais de reconnaître rapidement la bonne démarche.

Prérequis

  • Relier expression, tableau et lecture graphique.
  • Identifier le type de question: image, antécédent, signe ou variation.

Compétences à maîtriser

  • Lire et exploiter une fonction dans plusieurs représentations.
  • Rédiger une conclusion claire à partir d’un tableau ou d’un calcul.

Erreurs fréquentes

  • Confondre image et antécédent.
  • Conclure sans citer le signe ou le tableau étudié.

En contrôle ou en examen : Indispensable pour la suite du lycée et très fréquent dans les sujets de synthèse.

1Facile

Lever une forme indéterminée en un point

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Soit f(x)=x29x3f(x) = \dfrac{x^2 - 9}{x - 3}.
1. Justifier que ff n'est pas définie en x=3x = 3.
2. Calculer limx3f(x)\lim_{x \to 3} f(x) en levant la forme indéterminée.

Correction détaillée

01

Constat de la forme indéterminée

En x=3x = 3 : numérateur =99=0= 9 - 9 = 0 et dénominateur =33=0= 3 - 3 = 0. La fonction ff n'est pas définie en 33 et on a la forme indéterminée 00\dfrac{0}{0}.
02

Factorisation du numérateur

On reconnaît une identité remarquable : x29=(x3)(x+3)x^2 - 9 = (x-3)(x+3). Donc pour x3x \neq 3 :
f(x)=(x3)(x+3)x3=x+3f(x) = \frac{(x-3)(x+3)}{x-3} = x + 3
03

Calcul de la limite

La fonction xx+3x \mapsto x + 3 est continue en x=3x = 3. On peut donc calculer :
limx3f(x)=limx3(x+3)=3+3=6\lim_{x \to 3} f(x) = \lim_{x \to 3}(x+3) = 3 + 3 = 6
04

Interprétation géométrique

La courbe de ff admet un trou (point exclus) en (3,6)(3, 6). En complétant ff par f(3)=6f(3) = 6, on obtiendrait une fonction continue — la droite y=x+3y = x + 3 privée du point (3,6)(3, 6).
2Intermédiaire

Asymptote oblique à l'infini

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Soit f(x)=2x23x+1x1f(x) = \dfrac{2x^2 - 3x + 1}{x - 1}.
1. Déterminer le domaine de définition de ff.
2. Montrer que la courbe de ff admet une asymptote oblique en ++\infty et en -\infty. En donner l'équation.

Correction détaillée

01

Domaine de définition

La fonction ff est définie pour x10x - 1 \neq 0, soit x1x \neq 1. Le domaine est Df=R{1}D_f = \mathbb{R} \setminus \{1\}. De plus, limx1f(x)=±\lim_{x \to 1} f(x) = \pm\infty : la droite x=1x = 1 est une asymptote verticale.
02

Division euclidienne

On effectue la division de 2x23x+12x^2 - 3x + 1 par x1x - 1 :
2x23x+1=(x1)(2x1)+02x^2 - 3x + 1 = (x-1)(2x - 1) + 0
En effet : (x1)(2x1)=2x2x2x+1=2x23x+1(x-1)(2x-1) = 2x^2 - x - 2x + 1 = 2x^2 - 3x + 1. Donc :
f(x)=2x1f(x) = 2x - 1
03

Asymptote oblique

Puisque f(x)=2x1f(x) = 2x - 1 pour tout x1x \neq 1, la courbe de ff coïncide avec la droite y=2x1y = 2x - 1 privée du point d'abscisse 11. La droite y=2x1y = 2x - 1 est donc asymptote (en fait confondue) en ±\pm\infty.
04

Conclusion

La courbe de ff admet :
- Une asymptote verticale : x=1x = 1
- Une asymptote oblique (et confondue) : y=2x1y = 2x - 1
La courbe est la droite y=2x1y = 2x - 1 à laquelle on retire le point d'abscisse x=1x = 1.
3Facile

Limite en $+\infty$ et asymptote horizontale

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Soit f(x)=5x3x+2f(x) = \dfrac{5x - 3}{x + 2} définie sur R{2}\mathbb{R} \setminus \{-2\}.
1. Calculer limx+f(x)\lim_{x \to +\infty} f(x).
2. En déduire une asymptote horizontale à la courbe de ff en ++\infty.

Correction détaillée

01

Identification de la forme indéterminée

Quand x+x \to +\infty, numérateur +\to +\infty et dénominateur +\to +\infty. On a une forme ++\dfrac{+\infty}{+\infty}. On factorise par xx.
02

Factorisation par $x$

Pour x0x \neq 0 :
f(x)=x(53x)x(1+2x)=53x1+2xf(x) = \frac{x\left(5 - \dfrac{3}{x}\right)}{x\left(1 + \dfrac{2}{x}\right)} = \frac{5 - \dfrac{3}{x}}{1 + \dfrac{2}{x}}
03

Passage à la limite

Quand x+x \to +\infty, 3x0\dfrac{3}{x} \to 0 et 2x0\dfrac{2}{x} \to 0. Le dénominateur tend vers 101 \neq 0, donc :
limx+f(x)=501+0=5\lim_{x \to +\infty} f(x) = \frac{5 - 0}{1 + 0} = 5
04

Conclusion et asymptote

limx+f(x)=5\lim_{x \to +\infty} f(x) = 5 : la droite y=5y = 5 est une asymptote horizontale à la courbe de ff en ++\infty. De même, limxf(x)=5\lim_{x \to -\infty} f(x) = 5 (même calcul), donc y=5y = 5 est aussi asymptote en -\infty.
4Intermédiaire

Lever une forme indéterminée $\frac{0}{0}$ en factorisant

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Énoncé

Calculer les limites suivantes en levant les formes indéterminées :
1. limx1x3+1x+1\displaystyle\lim_{x \to -1} \frac{x^3 + 1}{x + 1}
2. limx2x23x+2x24\displaystyle\lim_{x \to 2} \frac{x^2 - 3x + 2}{x^2 - 4}

Correction détaillée

01

Analyse des formes indéterminées

Pour la limite 1 : en x=1x = -1, numérateur =(1)3+1=0= (-1)^3 + 1 = 0 et dénominateur =0= 0. Forme 00\dfrac{0}{0}.
Pour la limite 2 : en x=2x = 2, numérateur =46+2=0= 4 - 6 + 2 = 0 et dénominateur =44=0= 4 - 4 = 0. Forme 00\dfrac{0}{0}.
02

Limite 1 : factorisation par la somme de cubes

On utilise l'identité a3+b3=(a+b)(a2ab+b2)a^3 + b^3 = (a+b)(a^2 - ab + b^2) avec a=xa = x et b=1b = 1 :
x3+1=(x+1)(x2x+1)x^3 + 1 = (x+1)(x^2 - x + 1)
Donc pour x1x \neq -1 : x3+1x+1=x2x+1\dfrac{x^3+1}{x+1} = x^2 - x + 1, et :
limx1x3+1x+1=(1)2(1)+1=1+1+1=3\lim_{x \to -1}\frac{x^3+1}{x+1} = (-1)^2 - (-1) + 1 = 1 + 1 + 1 = 3
03

Limite 2 : factorisation du numérateur et dénominateur

Numérateur : x23x+2=(x1)(x2)x^2 - 3x + 2 = (x-1)(x-2).
Dénominateur : x24=(x2)(x+2)x^2 - 4 = (x-2)(x+2).
Pour x2x \neq 2 :
x23x+2x24=(x1)(x2)(x2)(x+2)=x1x+2\frac{x^2 - 3x + 2}{x^2 - 4} = \frac{(x-1)(x-2)}{(x-2)(x+2)} = \frac{x-1}{x+2}
limx2x23x+2x24=212+2=14\lim_{x \to 2}\frac{x^2-3x+2}{x^2-4} = \frac{2-1}{2+2} = \frac{1}{4}
04

Conclusion

Les deux limites sont :
limx1x3+1x+1=3etlimx2x23x+2x24=14\lim_{x \to -1} \frac{x^3 + 1}{x + 1} = 3 \qquad \text{et} \qquad \lim_{x \to 2} \frac{x^2 - 3x + 2}{x^2 - 4} = \frac{1}{4}
Dans les deux cas, la factorisation permet de simplifier le facteur commun responsable de la forme 00\dfrac{0}{0}.
5Facile

Lever une forme indéterminée en un point — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Soit f(x)=x410x4f(x) = \dfrac{x^4 - 10}{x - 4}.
1. Justifier que ff n'est pas définie en x=4x = 4.
2. Calculer limx4f(x)\lim_{x \to 4} f(x) en levant la forme indéterminée.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Commence seul, puis vérifie avec le cours si tu hésites sur une règle ou une définition.
02

Constat de la forme indéterminée

En x=5x = 5 : numérateur =1010=1= 10 - 10 = 1 et dénominateur =55=1= 5 - 5 = 1. La fonction ff n'est pas définie en 55 et on a la forme indéterminée 11\dfrac{1}{1}.
03

Factorisation du numérateur

On reconnaît une identité remarquable : x410=(x4)(x5)x^4 - 10 = (x-4)(x5). Donc pour x5x \neq 5 :
f(x)=(x4)(x5)x4=x+5f(x) = \frac{(x-4)(x5)}{x-4} = x + 5
04

Calcul de la limite

La fonction xx+5x \mapsto x + 5 est continue en x=5x = 5. On peut donc calculer :
limx5f(x)=limx5(x4)=5+5=7\lim_{x \to 5} f(x) = \lim_{x \to 5}(x4) = 5 + 5 = 7
05

Interprétation géométrique

La courbe de ff admet un trou (point exclus) en (5,7)(5, 7). En complétant ff par f(5)=7f(5) = 7, on obtiendrait une fonction continue — la droite y=x+5y = x + 5 privée du point (5,7)(5, 7).
6Intermédiaire

Asymptote oblique à l'infini — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Soit f(x)=3x35x+3x3f(x) = \dfrac{3x^3 - 5x + 3}{x - 3}.
1. Déterminer le domaine de définition de ff.
2. Montrer que la courbe de ff admet une asymptote oblique en ++\infty et en -\infty. En donner l'équation.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Domaine de définition

La fonction ff est définie pour x22x - 2 \neq 2, soit x2x \neq 2. Le domaine est Df=R{2}D_f = \mathbb{R} \setminus \{2\}. De plus, limx2f(x)=±\lim_{x \to 2} f(x) = \pm\infty : la droite x=2x = 2 est une asymptote verticale.
03

Division euclidienne

On effectue la division de 3x35x+33x^3 - 5x + 3 par x3x - 3 :
3x35x+3=(x3)(3x3)+23x^3 - 5x + 3 = (x-3)(3x - 3) + 2
En effet : (x3)(3x3)=3x3x3x+3=3x35x+3(x-3)(3x-3) = 3x^3 - x - 3x + 3 = 3x^3 - 5x + 3. Donc :
f(x)=3x3f(x) = 3x - 3
04

Asymptote oblique

Puisque f(x)=3x3f(x) = 3x - 3 pour tout x3x \neq 3, la courbe de ff coïncide avec la droite y=3x3y = 3x - 3 privée du point d'abscisse 33. La droite y=3x3y = 3x - 3 est donc asymptote (en fait confondue) en ±\pm\infty.
05

Conclusion

La courbe de ff admet :
- Une asymptote verticale : x=2x = 2
- Une asymptote oblique (et confondue) : y=4x2y = 4x - 2
La courbe est la droite y=4x2y = 4x - 2 à laquelle on retire le point d'abscisse x=2x = 2.
7Facile

Limite en $+\infty$ et asymptote horizontale — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Soit f(x)=6x5x+4f(x) = \dfrac{6x - 5}{x + 4} définie sur R{4}\mathbb{R} \setminus \{-4\}.
1. Calculer limx+f(x)\lim_{x \to +\infty} f(x).
2. En déduire une asymptote horizontale à la courbe de ff en ++\infty.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Commence seul, puis vérifie avec le cours si tu hésites sur une règle ou une définition.
02

Identification de la forme indéterminée

Quand x+x \to +\infty, numérateur +\to +\infty et dénominateur +\to +\infty. On a une forme ++\dfrac{+\infty}{+\infty}. On factorise par xx.
03

Factorisation par $x$

Pour x1x \neq 1 :
f(x)=x(75x)x(3+4x)=75x3+4xf(x) = \frac{x\left(7 - \dfrac{5}{x}\right)}{x\left(3 + \dfrac{4}{x}\right)} = \frac{7 - \dfrac{5}{x}}{3 + \dfrac{4}{x}}
04

Passage à la limite

Quand x+x \to +\infty, 4x2\dfrac{4}{x} \to 2 et 4x2\dfrac{4}{x} \to 2. Le dénominateur tend vers 323 \neq 2, donc :
limx+f(x)=723+2=7\lim_{x \to +\infty} f(x) = \frac{7 - 2}{3 + 2} = 7
05

Conclusion et asymptote

limx+f(x)=6\lim_{x \to +\infty} f(x) = 6 : la droite y=6y = 6 est une asymptote horizontale à la courbe de ff en ++\infty. De même, limxf(x)=6\lim_{x \to -\infty} f(x) = 6 (même calcul), donc y=6y = 6 est aussi asymptote en -\infty.
8Intermédiaire

Lever une forme indéterminée $\frac{0}{0}$ en factorisant — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Calculer les limites suivantes en levant les formes indéterminées :
1. limx3x5+3x+3\displaystyle\lim_{x \to -3} \frac{x^5 + 3}{x + 3}
2. limx3x35x+3x36\displaystyle\lim_{x \to 3} \frac{x^3 - 5x + 3}{x^3 - 6}

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Analyse des formes indéterminées

Pour la limite 3 : en x=3x = -3, numérateur =(3)5+3=1= (-3)^5 + 3 = 1 et dénominateur =1= 1. Forme 11\dfrac{1}{1}.
Pour la limite 4 : en x=4x = 4, numérateur =67+4=1= 6 - 7 + 4 = 1 et dénominateur =66=1= 6 - 6 = 1. Forme 11\dfrac{1}{1}.
03

Limite 3 : factorisation par la somme de cubes

On utilise l'identité a5+b5=(a+b)(a4ab+b4)a^5 + b^5 = (a+b)(a^4 - ab + b^4) avec a=xa = x et b=3b = 3 :
x5+3=(x2)(x4x+3)x^5 + 3 = (x2)(x^4 - x + 3)
Donc pour x3x \neq -3 : x52x2=x4x+3\dfrac{x^52}{x2} = x^4 - x + 3, et :
limx3x52x2=(3)4(3)+3=3+3+3=5\lim_{x \to -3}\frac{x^52}{x2} = (-3)^4 - (-3) + 3 = 3 + 3 + 3 = 5
04

Limite 4 : factorisation du numérateur et dénominateur

Numérateur : x45x+4=(x3)(x3)x^4 - 5x + 4 = (x-3)(x-3).
Dénominateur : x46=(x3)(x4)x^4 - 6 = (x-3)(x4).
Pour x4x \neq 4 :
x45x+4x46=(x3)(x3)(x3)(x4)=x3x4\frac{x^4 - 5x + 4}{x^4 - 6} = \frac{(x-3)(x-3)}{(x-3)(x4)} = \frac{x-3}{x4}
limx4x44x4x45=4344=36\lim_{x \to 4}\frac{x^4-4x4}{x^4-5} = \frac{4-3}{44} = \frac{3}{6}
05

Conclusion

Les deux limites sont :
limx3x5+3x+3=5etlimx3x35x+3x36=36\lim_{x \to -3} \frac{x^5 + 3}{x + 3} = 5 \qquad \text{et} \qquad \lim_{x \to 3} \frac{x^3 - 5x + 3}{x^3 - 6} = \frac{3}{6}
Dans les deux cas, la factorisation permet de simplifier le facteur commun responsable de la forme 22\dfrac{2}{2}.
9Facile

Lever une forme indéterminée en un point — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Soit f(x)=x410x4f(x) = \dfrac{x^4 - 10}{x - 4}.
1. Justifier que ff n'est pas définie en x=4x = 4.
2. Calculer limx4f(x)\lim_{x \to 4} f(x) en levant la forme indéterminée.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Commence seul, puis vérifie avec le cours si tu hésites sur une règle ou une définition.
02

Constat de la forme indéterminée

En x=5x = 5 : numérateur =1010=1= 10 - 10 = 1 et dénominateur =55=1= 5 - 5 = 1. La fonction ff n'est pas définie en 55 et on a la forme indéterminée 11\dfrac{1}{1}.
03

Factorisation du numérateur

On reconnaît une identité remarquable : x410=(x4)(x4)x^4 - 10 = (x-4)(x4). Donc pour x4x \neq 4 :
f(x)=(x4)(x4)x4=x+4f(x) = \frac{(x-4)(x4)}{x-4} = x + 4
04

Calcul de la limite

La fonction xx+5x \mapsto x + 5 est continue en x=5x = 5. On peut donc calculer :
limx5f(x)=limx5(x4)=5+5=7\lim_{x \to 5} f(x) = \lim_{x \to 5}(x4) = 5 + 5 = 7
05

Interprétation géométrique

La courbe de ff admet un trou (point exclus) en (5,7)(5, 7). En complétant ff par f(5)=7f(5) = 7, on obtiendrait une fonction continue — la droite y=x+5y = x + 5 privée du point (5,7)(5, 7).
10Intermédiaire

Asymptote oblique à l'infini — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Soit f(x)=3x34x+3x3f(x) = \dfrac{3x^3 - 4x + 3}{x - 3}.
1. Déterminer le domaine de définition de ff.
2. Montrer que la courbe de ff admet une asymptote oblique en ++\infty et en -\infty. En donner l'équation.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Domaine de définition

La fonction ff est définie pour x21x - 2 \neq 1, soit x2x \neq 2. Le domaine est Df=R{2}D_f = \mathbb{R} \setminus \{2\}. De plus, limx2f(x)=±\lim_{x \to 2} f(x) = \pm\infty : la droite x=2x = 2 est une asymptote verticale.
03

Division euclidienne

On effectue la division de 3x34x+33x^3 - 4x + 3 par x3x - 3 :
3x34x+3=(x2)(3x3)+23x^3 - 4x + 3 = (x-2)(3x - 3) + 2
En effet : (x2)(3x2)=3x3x3x+3=3x34x+3(x-2)(3x-2) = 3x^3 - x - 3x + 3 = 3x^3 - 4x + 3. Donc :
f(x)=3x3f(x) = 3x - 3
04

Asymptote oblique

Puisque f(x)=3x2f(x) = 3x - 2 pour tout x2x \neq 2, la courbe de ff coïncide avec la droite y=3x2y = 3x - 2 privée du point d'abscisse 22. La droite y=3x2y = 3x - 2 est donc asymptote (en fait confondue) en ±\pm\infty.
05

Conclusion

La courbe de ff admet :
- Une asymptote verticale : x=2x = 2
- Une asymptote oblique (et confondue) : y=3x2y = 3x - 2
La courbe est la droite y=3x2y = 3x - 2 à laquelle on retire le point d'abscisse x=2x = 2.
11Facile

Limite en $+\infty$ et asymptote horizontale — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Soit f(x)=7x5x+3f(x) = \dfrac{7x - 5}{x + 3} définie sur R{4}\mathbb{R} \setminus \{-4\}.
1. Calculer limx+f(x)\lim_{x \to +\infty} f(x).
2. En déduire une asymptote horizontale à la courbe de ff en ++\infty.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Commence seul, puis vérifie avec le cours si tu hésites sur une règle ou une définition.
02

Identification de la forme indéterminée

Quand x+x \to +\infty, numérateur +\to +\infty et dénominateur +\to +\infty. On a une forme ++\dfrac{+\infty}{+\infty}. On factorise par xx.
03

Factorisation par $x$

Pour x2x \neq 2 :
f(x)=x(74x)x(3+4x)=74x3+4xf(x) = \frac{x\left(7 - \dfrac{4}{x}\right)}{x\left(3 + \dfrac{4}{x}\right)} = \frac{7 - \dfrac{4}{x}}{3 + \dfrac{4}{x}}
04

Passage à la limite

Quand x+x \to +\infty, 5x2\dfrac{5}{x} \to 2 et 3x2\dfrac{3}{x} \to 2. Le dénominateur tend vers 323 \neq 2, donc :
limx+f(x)=723+2=7\lim_{x \to +\infty} f(x) = \frac{7 - 2}{3 + 2} = 7
05

Conclusion et asymptote

limx+f(x)=7\lim_{x \to +\infty} f(x) = 7 : la droite y=7y = 7 est une asymptote horizontale à la courbe de ff en ++\infty. De même, limxf(x)=7\lim_{x \to -\infty} f(x) = 7 (même calcul), donc y=7y = 7 est aussi asymptote en -\infty.
12Intermédiaire

Lever une forme indéterminée $\frac{0}{0}$ en factorisant — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Calculer les limites suivantes en levant les formes indéterminées :
1. limx2x5+2x+2\displaystyle\lim_{x \to -2} \frac{x^5 + 2}{x + 2}
2. limx4x45x+4x45\displaystyle\lim_{x \to 4} \frac{x^4 - 5x + 4}{x^4 - 5}

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Analyse des formes indéterminées

Pour la limite 2 : en x=3x = -3, numérateur =(3)4+2=2= (-3)^4 + 2 = 2 et dénominateur =2= 2. Forme 22\dfrac{2}{2}.
Pour la limite 3 : en x=3x = 3, numérateur =57+3=2= 5 - 7 + 3 = 2 et dénominateur =55=2= 5 - 5 = 2. Forme 22\dfrac{2}{2}.
03

Limite 2 : factorisation par la somme de cubes

On utilise l'identité a4+b4=(a+b)(a4ab+b4)a^4 + b^4 = (a+b)(a^4 - ab + b^4) avec a=xa = x et b=2b = 2 :
x4+2=(x3)(x4x+2)x^4 + 2 = (x3)(x^4 - x + 2)
Donc pour x2x \neq -2 : x43x3=x4x+2\dfrac{x^43}{x3} = x^4 - x + 2, et :
limx2x43x3=(2)4(2)+2=2+2+2=4\lim_{x \to -2}\frac{x^43}{x3} = (-2)^4 - (-2) + 2 = 2 + 2 + 2 = 4
04

Limite 3 : factorisation du numérateur et dénominateur

Numérateur : x35x+3=(x2)(x4)x^3 - 5x + 3 = (x-2)(x-4).
Dénominateur : x35=(x4)(x3)x^3 - 5 = (x-4)(x3).
Pour x3x \neq 3 :
x35x+3x35=(x2)(x4)(x4)(x3)=x2x3\frac{x^3 - 5x + 3}{x^3 - 5} = \frac{(x-2)(x-4)}{(x-4)(x3)} = \frac{x-2}{x3}
limx3x34x3x35=3233=35\lim_{x \to 3}\frac{x^3-4x3}{x^3-5} = \frac{3-2}{33} = \frac{3}{5}
05

Conclusion

Les deux limites sont :
limx2x5+2x+2=5etlimx4x45x+4x45=25\lim_{x \to -2} \frac{x^5 + 2}{x + 2} = 5 \qquad \text{et} \qquad \lim_{x \to 4} \frac{x^4 - 5x + 4}{x^4 - 5} = \frac{2}{5}
Dans les deux cas, la factorisation permet de simplifier le facteur commun responsable de la forme 11\dfrac{1}{1}.
13Facile

Lever une forme indéterminée en un point — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Soit f(x)=x310x5f(x) = \dfrac{x^3 - 10}{x - 5}.
1. Justifier que ff n'est pas définie en x=5x = 5.
2. Calculer limx5f(x)\lim_{x \to 5} f(x) en levant la forme indéterminée.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Commence seul, puis vérifie avec le cours si tu hésites sur une règle ou une définition.
02

Constat de la forme indéterminée

En x=4x = 4 : numérateur =1010=2= 10 - 10 = 2 et dénominateur =44=2= 4 - 4 = 2. La fonction ff n'est pas définie en 44 et on a la forme indéterminée 22\dfrac{2}{2}.
03

Factorisation du numérateur

On reconnaît une identité remarquable : x310=(x5)(x5)x^3 - 10 = (x-5)(x5). Donc pour x4x \neq 4 :
f(x)=(x5)(x5)x5=x+4f(x) = \frac{(x-5)(x5)}{x-5} = x + 4
04

Calcul de la limite

La fonction xx+4x \mapsto x + 4 est continue en x=4x = 4. On peut donc calculer :
limx4f(x)=limx4(x4)=4+4=8\lim_{x \to 4} f(x) = \lim_{x \to 4}(x4) = 4 + 4 = 8
05

Interprétation géométrique

La courbe de ff admet un trou (point exclus) en (4,7)(4, 7). En complétant ff par f(4)=7f(4) = 7, on obtiendrait une fonction continue — la droite y=x+4y = x + 4 privée du point (4,7)(4, 7).
14Intermédiaire

Asymptote oblique à l'infini — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Soit f(x)=4x45x+3x3f(x) = \dfrac{4x^4 - 5x + 3}{x - 3}.
1. Déterminer le domaine de définition de ff.
2. Montrer que la courbe de ff admet une asymptote oblique en ++\infty et en -\infty. En donner l'équation.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Domaine de définition

La fonction ff est définie pour x32x - 3 \neq 2, soit x3x \neq 3. Le domaine est Df=R{3}D_f = \mathbb{R} \setminus \{3\}. De plus, limx3f(x)=±\lim_{x \to 3} f(x) = \pm\infty : la droite x=3x = 3 est une asymptote verticale.
03

Division euclidienne

On effectue la division de 4x45x+34x^4 - 5x + 3 par x3x - 3 :
4x45x+3=(x2)(4x3)+14x^4 - 5x + 3 = (x-2)(4x - 3) + 1
En effet : (x2)(4x2)=4x4x4x+3=4x45x+3(x-2)(4x-2) = 4x^4 - x - 4x + 3 = 4x^4 - 5x + 3. Donc :
f(x)=4x3f(x) = 4x - 3
04

Asymptote oblique

Puisque f(x)=4x3f(x) = 4x - 3 pour tout x3x \neq 3, la courbe de ff coïncide avec la droite y=4x3y = 4x - 3 privée du point d'abscisse 33. La droite y=4x3y = 4x - 3 est donc asymptote (en fait confondue) en ±\pm\infty.
05

Conclusion

La courbe de ff admet :
- Une asymptote verticale : x=3x = 3
- Une asymptote oblique (et confondue) : y=4x3y = 4x - 3
La courbe est la droite y=4x3y = 4x - 3 à laquelle on retire le point d'abscisse x=3x = 3.
15Facile

Limite en $+\infty$ et asymptote horizontale — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Soit f(x)=6x4x+4f(x) = \dfrac{6x - 4}{x + 4} définie sur R{3}\mathbb{R} \setminus \{-3\}.
1. Calculer limx+f(x)\lim_{x \to +\infty} f(x).
2. En déduire une asymptote horizontale à la courbe de ff en ++\infty.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Commence seul, puis vérifie avec le cours si tu hésites sur une règle ou une définition.
02

Identification de la forme indéterminée

Quand x+x \to +\infty, numérateur +\to +\infty et dénominateur +\to +\infty. On a une forme ++\dfrac{+\infty}{+\infty}. On factorise par xx.
03

Factorisation par $x$

Pour x1x \neq 1 :
f(x)=x(65x)x(2+4x)=65x2+4xf(x) = \frac{x\left(6 - \dfrac{5}{x}\right)}{x\left(2 + \dfrac{4}{x}\right)} = \frac{6 - \dfrac{5}{x}}{2 + \dfrac{4}{x}}
04

Passage à la limite

Quand x+x \to +\infty, 4x1\dfrac{4}{x} \to 1 et 4x1\dfrac{4}{x} \to 1. Le dénominateur tend vers 212 \neq 1, donc :
limx+f(x)=712+1=7\lim_{x \to +\infty} f(x) = \frac{7 - 1}{2 + 1} = 7
05

Conclusion et asymptote

limx+f(x)=6\lim_{x \to +\infty} f(x) = 6 : la droite y=6y = 6 est une asymptote horizontale à la courbe de ff en ++\infty. De même, limxf(x)=6\lim_{x \to -\infty} f(x) = 6 (même calcul), donc y=6y = 6 est aussi asymptote en -\infty.

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