📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
1. Limites des fonctions usuelles
- $\lim_{x \to +\infty} x^n = +\infty$ et $\lim_{x \to -\infty} x^n = +\infty$ (si $n$ est pair) ou $-\infty$ (si $n$ est impair).
- $\lim_{x \to \pm \infty} \frac{1}{x^n} = 0$.
- $\lim_{x \to 0^+} \frac{1}{x} = +\infty$ et $\lim_{x \to 0^-} \frac{1}{x} = -\infty$.
2. Limites à l'infini
- Polynôme : La limite d'un polynôme en $+\infty$ ou $-\infty$ est la limite de son terme de plus haut degré.
- Fonction rationnelle : La limite en $+\infty$ ou $-\infty$ est la limite du rapport des termes de plus haut degré.
3. Formes Indéterminées (F.I)
Il existe 4 formes qu'on ne peut pas calculer directement : $$\frac{0}{0} \quad ; \quad \frac{\infty}{\infty} \quad ; \quad (+\infty) + (-\infty) \quad ; \quad 0 \times \infty$$
4. Limites et ordre
- Si $\lim_{x \to a} f(x) = L$ et $L > 0$, alors $f(x) > 0$ au voisinage de $a$.
- Si $f(x) \leq g(x)$, alors $\lim f(x) \leq \lim g(x)$.
Méthodes à maîtriser
- Lever l'indétermination $\frac{\infty}{\infty}$ : Utiliser la règle du plus haut degré (pour les fonctions rationnelles) ou factoriser par le terme dominant.
- Lever l'indétermination $\frac{0}{0}$ : Factoriser le numérateur et le dénominateur par $(x-a)$ puis simplifier.
- Étude de signe : Pour calculer $\lim_{x \to a} \frac{L}{0}$, il faut étudier le signe du dénominateur à droite et à gauche de $a$.
Exemples corrigés
- $\lim_{x \to +\infty} (-2x^3 + x - 5) = \lim_{x \to +\infty} -2x^3 = -\infty$.
- $\lim_{x \to -\infty} \frac{3x^2 + 1}{x^2 - 5} = \lim_{x \to -\infty} \frac{3x^2}{x^2} = 3$.
- $\lim_{x \to 2} \frac{x^2 - 4}{x - 2} = \lim_{x \to 2} \frac{(x-2)(x+2)}{x-2} = \lim_{x \to 2} (x+2) = 4$.
Erreurs fréquentes
- Écrire $\frac{L}{0} = \infty$ sans préciser le signe de $0$ ($0^+$ ou $0^-$).
- Appliquer la règle du plus haut degré quand $x$ tend vers un nombre (elle ne marche qu'à l'infini).
- Confuser $+\infty \times -\infty$ (qui donne $-\infty$) avec une forme indéterminée.