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Limites infinies, limites à l'infini, asymptotes
Le cours écrit
Le programme étend la notion de limite à trois nouveaux cas : une limite infinie en un réel , une limite finie en ou , et une limite infinie en ou . L'approche reste intuitive.
3.1 Limite infinie en un réel
Soit , définie sur .
Les valeurs de deviennent aussi grandes que l'on veut (plus grandes que n'importe quel nombre fixé à l'avance), à condition que soit suffisamment proche de . On écrit De même, signifie que devient négatif et aussi grand que l'on veut en valeur absolue quand est suffisamment proche de . Par exemple, .
Limites infinies d'un seul côté. Pour la fonction inverse, le signe de est celui de : Ces deux limites sont différentes : la fonction inverse n'a pas de limite en .
3.2 Limite en ou en
Limite finie. Pour , , , vaut , , : devient aussi proche de que l'on veut, à condition que soit assez grand. On écrit . De même, .
En général, signifie que peut être rendu aussi proche de que l'on veut, à condition que soit assez grand.
Limite infinie. : devient aussi grand que l'on veut, à condition que soit assez grand. De même, .
3.3 Les fonctions de référence
Propriété (admise). Pour tout entier :
| Fonction | en | en | en |
|---|---|---|---|
| si est pair, si est impair | |||
| si est pair ; si est impair, à droite et à gauche | |||
| non définie | (à droite) |
Par exemple : , , , .
3.4 Asymptotes horizontales et verticales
Définitions.
- Si ou (ou seulement à gauche, ou seulement à droite de ), la droite d'équation est une asymptote verticale à .
- Si , avec réel, la droite d'équation est une asymptote horizontale à en . Même définition en .
Graphiquement, la courbe se rapproche autant que l'on veut de son asymptote, sans forcément la toucher.
Exemple 9. Pour la fonction inverse, : l'axe des ordonnées () est asymptote verticale. Et : l'axe des abscisses () est asymptote horizontale en et en .
Exemple 10. Soit , définie sur . On a aussi .
D'après le chapitre 1, est l'image de la courbe de la fonction inverse par la translation de vecteur : on décale de vers la droite et de vers le haut. Les limites se décalent de la même façon :
- quand tend vers à droite, tend vers en restant positif, donc tend vers et ; de même ;
- quand tend vers ou , tend vers , donc .
La droite d'équation est asymptote verticale, et la droite d'équation est asymptote horizontale en et en .
Remarque. Les asymptotes obliques seront étudiées au chapitre 4 (étude de fonctions).
Exercices 4 et 5
- Exercice 4 : les fonctions de référence
- Exercice 5 : asymptotes horizontales et verticales
Corrigés
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