Mathématiques : 1Bac SM
Séance 10-1-1 : Limite d'une fonction numérique - Partie 1 (Cours)
Professeur : Mr CHEDDADI Haitam
Sommaire
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-1/ Fonction définie au voisinage d'un nombre réel
1-2/ Limite nulle en zéro d'une fonction numérique
1-3/ Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-4/ Limite de quelques fonctions usuelles en un point
1-5/ Limite à droite - Limite à gauche
II- Limite infinie d'une fonction numérique en un point
2-1/ Limite infinie d'une fonction numérique en zéro
2-2/ Limite infinie d'une fonction numérique en un point
III- Limite finie d’une fonction numérique en et
3-1/ Limite nulle d’une fonction numérique en et
3-2/ Limite finie d’une fonction numérique en et
IV- Limite infinie d'une fonction en et
4-1/ Introduction
4-2/ Limites infinies et ordre
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-1/ Fonction définie au voisinage d'un nombre réel
Définition
Soit une fonction fonction numérique et son ensemble de définition et un nombre réel.
- On dit que est définie au voisinage de sauf peut-être en s'il existe un réel strictement positif tel que :
- On dit que est définie au voisinage de à droite s'il existe un réel strictement positif tel que :
- On dit que est définie au voisinage de à gauche s'il existe un réel strictement positif tel que :
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-2/ Limite nulle en zéro d'une fonction numérique
Définition
Soit une fonction numérique définie au voisinage de zéro sauf peut-être en .
Dire que a pour limite quand tend vers signifie : aussi petit que soit le réel strictement positif , il existe un réel tel que pour tout , est dans l'intervalle .
Autrement dit :
On écrit : ou
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-2/ Limite nulle en zéro d'une fonction numérique
Applications
- Montrer en utilisant la définition que :
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-2/ Limite nulle en zéro d'une fonction numérique
Proposition
Soit et deux fonctions définies sur un ensemble de la forme où .
Alors :
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-2/ Limite nulle en zéro d'une fonction numérique
Remarques
- Pour tous et : et
- La limite d’une fonction en est une notion locale : elle ne dépend de la fonction qu’au voisinage de . C’est pourquoi on peut considérer : ou ou n’importe quel intervalle ouvert centré en inclus dans le ensemble de définition de la fonction étudiée.
- On peut avoir sans que la fonction soit définie en .
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-2/ Limite nulle en zéro d'une fonction numérique
Applications
- Calculer les limites suivantes :
- Justifier que , puis déterminer :
- Justifier que , puis déterminer :
On considère la fonction définie sur par :
- a- Montrer que :
- b- En déduire :
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-3/ Limite finie d'une fonction numérique en un point
Définition
Soit une fonction numérique définie au voisinage d'un réel et .
Dire que a pour limite quand tend vers signifie : aussi petit que soit le réel strictement positif , il existe un réel tel que pour tout , est dans l'intervalle .
Autrement dit :
On écrit : ou
Remarque
En posan , on obtient :
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-3/ Limite finie d'une fonction numérique en un point
Applications
- Montrer en utilisant la définition que :
- Déterminer les limites suivantes :
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-3/ Limite finie d'une fonction numérique en un point
Proposition
Soit et deux fonctions définies sur un ensemble de la forme où , et .
Alors :
Remarques
Pour tout et : et
Si la limite d'une fonction numérique existe en un point, alors elle est unique.
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-3/ Limite finie d'une fonction numérique en un point
Applications
Soit la fonction numérique définie sur par :
- a- Prouver que :
- b- En déduire :
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-4/ Limite de quelques fonctions usuelles en un point
Proposition
Soit et deux fonctions polynomiales et .
Alors :
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-4/ Limite de quelques fonctions usuelles en un point
Applications
- Calculer les limites suivantes :
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-5/ Limite à droite - Limite à gauche
Définition
Soit un réel strictement positif et .
- On dit qu'une fonction , définie sur l'intervalle , admet une limite finie en à droite, si les valeurs de s'approchent de plus en plus de , lorsque s'approche de plus en plus de en prenant des valeurs supérieures à .
Autrement dit :
Ce réel , s'il existe, est unique. Il est noté : ou
- On dit qu'une fonction , définie sur l'intervalle , admet une limite finie en à gauche, si les valeurs de s'approchent de plus en plus de , lorsque s'approche de plus en plus de en prenant des valeurs inférieures à .
Autrement dit :
Ce réel , s'il existe, est unique. Il est noté : ou
I- Limite finie d'une fonction numérique en un point
1-5/ Limite à droite - Limite à gauche
Applications
- Étudier la limite de la fonction au point dans les cas suivants ( est la partie entière de ) :
II- Limite infinie d'une fonction numérique en un point
2-1/ Limite infinie d'une fonction numérique en zéro
Définition
Soit une fonction numérique définie au voisinage de sauf peut-être en .
- Dire que a pour limite en signifie que est supérieur à tout réel , quitte à attribuer au réel des valeurs suffisamment proches de .
Autrement dit :
On écrit : ou
- Dire que a pour limite en signifie que est inférieur à tout réel quitte à attribuer au réel des valeurs suffisamment proches de .
Autrement dit :
On écrit : ou
II- Limite infinie d'une fonction numérique en un point
2-1/ Limite infinie d'une fonction numérique en zéro
Remarques
Soit et .
On a les limites suivantes :
- et
- si l’entier est pair.
- si l’entier est impair.
II- Limite infinie d'une fonction numérique en un point
2-1/ Limite infinie d'une fonction numérique en zéro
Proposition
Soit et deux fonctions définies sur un ensemble de la forme où .
- Si pour tout : et , alors :
- Si pour tout : et , alors :
Ces propriétés restent aussi valables quand tend vers à droite ou à gauche.
II- Limite infinie d'une fonction numérique en un point
2-1/ Limite infinie d'une fonction numérique en zéro
Applications
- Calculer les limites suivantes :
II- Limite infinie d'une fonction numérique en un point
2-2/ Limite infinie d'une fonction numérique en un point
Définition
Soit une fonction numérique définie au voisinage de sauf peut-être en .
- Dire que a pour limite en signifie que est supérieur à tout réel , quitte à attribuer au réel des valeurs suffisamment proches de .
Autrement dit :
On écrit : ou
- Dire que a pour limite en signifie que est inférieur à tout réel quitte à attribuer au réel des valeurs suffisamment proches de .
Autrement dit :
On écrit : ou
II- Limite infinie d'une fonction numérique en un point
2-2/ Limite infinie d'une fonction numérique en un point
Remarques
- Dire que a pour limite en signifie que la limite de la fonction quand tend vers est égale à .
Ainsi, on a l’équivalence :
De même, on a les équivalences suivantes :
- Soit et .
On a les limites suivantes :
- Si n est un entier pair :
- Si n est un entier impair : et
II- Limite infinie d'une fonction numérique en un point
2-2/ Limite infinie d'une fonction numérique en un point
Applications
- Calculer les limites suivantes :
III- Limite finie d’une fonction numérique en et
3-1/ Limite nulle d’une fonction numérique en et
Définition
Soit une fonction numérique et son ensemble de définition.
- On dit que est définie au voisinage de (resp. ) si son ensemble de définition contient au moins un intervalle de la forme (resp. de la forme ).
- On dit que définie au voisinage de (resp. ) admet en (resp. en ) une limite nulle si, pour , peut être rendu aussi petit que l'on veut à condition que (resp. ) soit suffisamment grand.
On écrit : ou (resp. ou )
On a donc :
III- Limite finie d’une fonction numérique en et
3-1/ Limite nulle d’une fonction numérique en et
Remarques
- De la définition précédente, on obtient l’équivalence :
- Soit et .
On a les limites suivantes :
- Lorsqu’on écrit , cela signifie que et .
III- Limite finie d’une fonction numérique en et
3-2/ Limite finie d’une fonction numérique en et
Définition
- Soit une fonction définie au voisinage de et un nombre réel.
On dit que la fonction a pour limite quand tend vers si la limite de la fonction est nulle quand tend vers .
On écrit : ou
Autrement dit :
- Soit une fonction définie au voisinage de et un nombre réel.
On dit que la fonction a pour limite quand tend vers si la limite de la fonction est nulle quand tend vers .
On écrit : ou
Autrement dit :
III- Limite finie d’une fonction numérique en et
3-2/ Limite finie d’une fonction numérique en et
Proposition
- Soit et deux fonctions définies au voisinage de et un nombre réel.
Si pour tout : et , alors :
- Soit et deux fonctions définies au voisinage de et un nombre réel.
Si pour tout : et , alors :
III- Limite finie d’une fonction numérique en et
3-2/ Limite finie d’une fonction numérique en et
Applications
- Montrer en utilisant la définition que :
- Calculer les limites suivantes :
Soit la fonction .
- Calculer et .
On considère la fonction définie sur par :
- a- Vérifier que pour tout :
- b- En déduire que pour tout : , puis déterminer et .
IV- Limite infinie d'une fonction en et
4-1/ Introduction
Définition
- Soit une fonction définie au voisinage de .
On a les deux équivalences suivantes :
- Soit une fonction définie au voisinage de .
On a les deux équivalences suivantes :
IV- Limite infinie d'une fonction en et
4-1/ Introduction
Remarques
Soit .
On a les limites suivantes :
-
- si l'entier est pair. et si l'entier est impair.
IV- Limite infinie d'une fonction en et
4-2/ Limites infinies et ordre
Proposition
Soit et deux fonctions définies au voisinage de .
- Si pour tout : et , alors :
- Si pour tout : et , alors :
Soit et deux fonctions définies au voisinage de .
- Si pour tout : et , alors :
- Si pour tout : et , alors :
IV- Limite infinie d'une fonction en et
4-2/ Limites infinies et ordre
Applications
On considère la fonction :
- a- Vérifier que pour tout : , puis en déduire .
- b- Montrer que :
On considère la fonction :
- a- Vérifier que :
- b-En déduire et .
- Calculer les limites suivantes :