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Mathématiques · 1ère Année Bac — Sciences et Technologies Électriques

Les limites d’une fonction

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

  • Limite finie en un point : $\lim_{x \to x_0} f(x) = l$ signifie que $f(x)$ se rapproche de $l$ quand $x$ se rapproche de $x_0$.
  • Opérations : Les règles usuelles sur la somme, le produit et le quotient (si le dénominateur $\neq 0$).
  • Formes indéterminées (FI) : $\frac{0}{0}$, $\frac{\infty}{\infty}$, $0 \times \infty$, $+\infty - \infty$.
  • Limites des fonctions polynômes et rationnelles : En $\pm \infty$, on prend le terme de plus haut degré.
  • Asymptotes : Si $\lim_{x \to x_0} f(x) = \infty$, alors $x=x_0$ est une asymptote verticale. Si $\lim_{x \to \infty} f(x) = l$, alors $y=l$ est une asymptote horizontale.

Méthodes à maîtriser

  • Factorisation : Pour lever une FI de type $\frac{\infty}{\infty}$ dans une fraction rationnelle.
  • Quantité conjuguée : Pour lever une FI avec des racines carrées (ex: $\sqrt{A} - \sqrt{B}$).
  • Utilisation de la définition : Pour les limites à gauche et à droite en cas de valeur absolue ou de fonction définie par morceaux.

Exemples corrigés

  • Exemple 1 : $\lim_{x \to 2} \frac{x^2-4}{x-2} = \lim_{x \to 2} \frac{(x-2)(x+2)}{x-2} = \lim_{x \to 2} (x+2) = 4$.
  • Exemple 2 : $\lim_{x \to +\infty} \frac{3x^2+1}{x^2-5} = \lim_{x \to +\infty} \frac{3x^2}{x^2} = 3$.

Erreurs fréquentes

  • Oublier de préciser la condition du dénominateur non nul avant de simplifier.
  • Confondre la limite en $\infty$ et la limite en un point $x_0$.
  • Mal gérer les signes lors de la factorisation par $x^2$ sous une racine carrée ($\sqrt{x^2} = |x|$).

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Les limites d’une fonction

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$\lim_{x \to +\infty} (x^2 - 3x + 1)$ est égale à :

❓ Questions fréquentes

Kifach n3ref wach 3ndi chkel ghayr mohaddad?
  1. Tu remplaces $x$ par la valeur donnée.
  2. Si tu tombes sur $0/0$, $\infty/\infty$, $0 \times \infty$ ou $+\infty - \infty$, c'est une forme indéterminée.
  3. Si tu trouves un nombre réel, c'est fini.

💡 À retenir : Une forme indéterminée n'est pas un résultat, c'est un signal pour changer de méthode de calcul.

Chno hiya l-far9 bin l-limite 3la limin w l-limite 3la lissar?
  1. La limite à droite ($x \to x_0^+$) signifie que $x$ est légèrement supérieur à $x_0$.
  2. La limite à gauche ($x \to x_0^-$) signifie que $x$ est légèrement inférieur à $x_0$.
  3. Si les deux sont égales, la limite existe. Sinon, elle n'existe pas.

💡 À retenir : On utilise les limites latérales surtout pour les fonctions avec valeur absolue ou racines.

Comment lever l'indétermination frac{infty}{infty} pour un polynôme ?
  1. Tu factorises le numérateur par son terme de plus haut degré.
  2. Tu fais de même pour le dénominateur.
  3. Tu simplifies par la puissance de $x$ commune.

💡 À retenir : En $+\infty$ ou $-\infty$, seul le terme de plus haut degré compte.

Kifach nkhdem b l-morafe9 (quantité conjuguée) ?
  1. Si tu as $\sqrt{A} - B$, tu multiplies et divises par $\sqrt{A} + B$.
  2. Tu utilises l'identité remarquable $(a-b)(a+b) = a^2 - b^2$.
  3. Cela permet de faire disparaître la racine au numérateur.

💡 À retenir : Le but est de transformer une soustraction en une fraction pour simplifier.

Est-ce que lim{x to +infty} frac{1}{x} = 0 ?

Oui, c'est une règle de base. Plus $x$ devient grand, plus $1/x$ devient proche de zéro.

💡 À retenir : $\lim_{x \to \pm \infty} \frac{k}{x^n} = 0$ pour tout $n > 0$.

Comment trouver une asymptote verticale ?
  1. Cherche les points où la fonction n'est pas définie (ex: dénominateur nul).
  2. Calcule la limite quand $x$ tend vers cette valeur.
  3. Si tu trouves $+\infty$ ou $-\infty$, alors la droite d'équation $x = x_0$ est une asymptote verticale.

💡 À retenir : Asymptote verticale = limite infinie en un point fini.

Qu'est-ce qu'une branche parabolique ?

C'est quand la courbe "s'aplatit" vers une direction (axe des abscisses ou des ordonnées) quand $x$ tend vers l'infini, sans pour autant se rapprocher d'une droite.

💡 À retenir : Si $\lim_{x \to \infty} \frac{f(x)}{x} = 0$, la courbe admet une branche parabolique de direction l'axe des abscisses.

Est-ce que je peux utiliser la règle de L'Hôpital ?

Non, cette règle n'est pas au programme de 1ère Bac au Maroc. Il faut utiliser les factorisations ou les taux d'accroissement.

💡 À retenir : Reste fidèle aux méthodes enseignées en classe.

Comment calculer la limite d'une fonction avec valeur absolue ?
  1. Écris la valeur absolue sans le symbole $| \cdot |$ en étudiant le signe de ce qu'il y a dedans.
  2. Si $x > x_0$, $|x-x_0| = x-x_0$.
  3. Si $x < x_0$, $|x-x_0| = -(x-x_0)$.

💡 À retenir : La valeur absolue change de signe selon l'intervalle.

Est-ce que lim{x to 0} frac{sin x}{x} = 1 est au programme ?

(à vérifier par le professeur) : Non, cette limite est au programme de 2ème Bac. En 1ère Bac, on se limite aux fonctions rationnelles et racines.

💡 À retenir : Ne pas utiliser de formules hors programme.

Pourquoi on dit que infty - infty est indéterminé ?

Parce que selon la vitesse de croissance des fonctions, le résultat peut être n'importe quoi (un nombre, $+\infty$ ou $-\infty$).

💡 À retenir : Il faut transformer l'expression pour lever le doute.

Comment savoir si une limite est +infty ou -infty ?
  1. Regarde le signe du numérateur et du dénominateur au voisinage du point.
  2. Utilise la règle des signes ($+ / + = +$, $+ / - = -$, etc.).

💡 À retenir : Le signe est crucial pour l'interprétation graphique.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Calculer la limite suivante : $\lim_{x \to 3} \frac{x^2 - 9}{x^2 - 2x - 3}$.

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Exercice 2

Calculer $\lim_{x \to +\infty} (\sqrt{x^2+x} - x)$.

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Exercice 3

Soit $f(x) = \frac{2x-1}{x-1}$. Étudier la limite de $f$ en $1^+$ et $1^-$.

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