Terminale Spé Maths / Chapitre 2 : Limites de fonctions
Fiche 2 : limites en un réel
Huit exercices sur les limites en un point : dénominateur qui tend vers , formes , racines, composées, asymptotes verticales. Ici, le maître mot est « le signe » : dans presque tous les exercices, il fait la différence entre et .
Toutes les corrections sont rédigées comme on l'attend au bac : signe du dénominateur justifié, côté précisé, règle nommée, conclusion.
💡 Les réflexes à avoir en tête
- Dénominateur : donne la limite du numérateur (un réel non nul), puis étudie le signe du dénominateur en et .
- Forme : factorise par en haut et en bas, ou utilise la quantité conjuguée.
- Une asymptote verticale apparaît quand la limite est infinie, même d'un seul côté.
⚠️ Les pièges classiques
- Dire « » : il faut séparer et .
- Confondre une simplification qui supprime le problème (« trou » dans la courbe) et une vraie asymptote.
- Oublier que est toujours positif : les deux côtés donnent le même signe.
- Écrire « » ou « » : c'est une forme indéterminée.
😄 « » : la seule fraction dont le résultat dépend de l'humeur de l'énoncé.
Exercice 1 (★) : la référence
1. Déterminer et .
2. Déterminer .
✏️ Correction de l'exercice 1
Question 1
Quand , , donc tend vers par valeurs strictement positives : . Par quotient :
✅
Quand , , donc (valeurs strictement négatives). Par quotient :
✅
Les deux limites sont différentes : la limite en n'existe pas.
Question 2
Pour tout , (c'est un carré), et tend vers : on a donc des deux côtés. Par quotient :
✅
Sans avoir besoin de séparer les côtés.
Exercice 2 (★) : un quotient avec dénominateur nul
Soit , définie sur . Déterminer les limites de en et en . Que peut-on en déduire pour la courbe ?
✏️ Correction de l'exercice 2
Quand , le numérateur tend vers , un réel strictement positif.
En : , donc ; par quotient :
✅
En : , donc ; par quotient :
✅
Conséquence : comme la limite en (à droite comme à gauche) est infinie, la droite d'équation est asymptote verticale à la courbe.
Exercice 3 (★★) : la forme
Déterminer les limites suivantes :
1.
2.
3.
4.
✏️ Correction de l'exercice 3
Méthode. Dans chaque cas, le numérateur et le dénominateur tendent vers : c'est la forme indéterminée « ». On factorise par pour simplifier, avec .
Question 1
Pour :
✅
Question 2
et (racines et ). Pour et , le quotient vaut . Par quotient (dénominateur de limite , non nulle) :
✅
Question 3
Pour et :
Par quotient :
✅
Question 4
. Pour , le quotient vaut .
✅
Astuce : pour factoriser , cherche les racines : ici et , dont la somme est et le produit est .
Exercice 4 (★★★) : un signe à quatre cas
Soit , définie sur . Déterminer les limites de en , , et . En déduire les asymptotes verticales.
✏️ Correction de l'exercice 4
Le dénominateur. On factorise : .
En . Le numérateur tend vers .
En : et , donc et ; par quotient :
✅
En : et , donc et ; par quotient :
✅
En . Le numérateur tend vers .
En : et , donc ; par quotient, donne :
✅
En : et , donc et ; par quotient, donne :
✅
Conclusion. Les limites en et en sont infinies, donc la courbe admet deux asymptotes verticales.
✅ Les droites d'équations et .
Méthode : ce qui rapporte des points, c'est le tableau de signes du dénominateur, dessiné à côté.
Exercice 5 (★★) : avec des racines en un réel
1.
2.
3.
✏️ Correction de l'exercice 5
Méthode. Dans chaque cas, on est dans la forme « ». On multiplie le numérateur et le dénominateur par la quantité conjuguée du numérateur (strictement positive).
Question 1
Pour , , . Donc :
Quand , (continuité de la racine), donc, par quotient :
✅
Question 2
Pour , :
Quand , , donc, par quotient :
✅
Question 3
Pour , :
Quand , , donc, par quotient :
✅
Lien avec la dérivation : la première limite est le nombre dérivé de en . Les deux autres sont les nombres dérivés de et de en .
Exercice 6 (★★) : trou ou asymptote ?
Soient et , définies sur . Étudier les limites de et de en . Laquelle des deux courbes admet une asymptote verticale ?
✏️ Correction de l'exercice 6
Pour . . Donc, pour , .
✅
La limite est finie : il n'y a pas d'asymptote verticale en . La courbe de coïncide avec la droite d'équation , privée du point d'abscisse (un « trou »).
Pour . Quand , le numérateur tend vers .
En , ; par quotient :
✅
En , ; par quotient :
✅
Les limites sont infinies : la courbe de admet la droite d'équation comme asymptote verticale.
Conclusion.
✅ Seule la courbe de admet une asymptote verticale.
À retenir : un dénominateur qui s'annule ne suffit pas à créer une asymptote. Il faut regarder le numérateur : s'il s'annule aussi, on factorise.
Exercice 7 (★★) : composée et côtés
Déterminer, si elle existe, la limite en de chaque fonction, en distinguant les côtés si nécessaire :
1.
2.
3.
✏️ Correction de l'exercice 7
Question 1
En , , et . Par composition :
✅
En , , et . Par composition :
✅
Les limites à droite et à gauche sont différentes.
❌ n'a pas de limite en .
Question 2
Pour , et , donc et des deux côtés. Comme , par composition :
✅
Question 3
En , (question 1), donc et, par quotient :
✅
En , , donc et, par quotient :
✅
Les limites à droite et à gauche sont différentes.
❌ n'a pas de limite en .
Exercice 8 (★★★) : une étude complète type bac
Soit , définie sur .
1. Factoriser le numérateur et le dénominateur, et simplifier .
2. Déterminer les limites de en , en et en .
3. Déterminer les limites de en et en .
4. En déduire les asymptotes de la courbe, puis étudier la position de la courbe par rapport à son asymptote horizontale.
✏️ Correction de l'exercice 8
Question 1
Le numérateur a pour racines et : . Le dénominateur vaut . Donc, pour tout :
✅
Question 2
En . Le numérateur tend vers .
En , , donc, par quotient :
✅
En , , donc, par quotient :
✅
En . , et par quotient (dénominateur de limite , non nulle) :
✅
La limite est finie : pas d'asymptote verticale en (la courbe a un « trou » au point d'abscisse ).
Question 3
Pour tout , . Comme en et en , par somme :
✅ en et en
Question 4
Comme les limites de en et en sont infinies :
✅ la droite d'équation est asymptote verticale à la courbe.
Comme en et en :
✅ la droite d'équation est asymptote horizontale à la courbe en et en .
Position. Pour tout , . Pour (), : la courbe est en dessous de l'asymptote horizontale. Pour , : elle est au-dessus.
Pépite : la simplification par supprime une fausse alerte : il n'y a pas d'asymptote verticale en .
🎯 Ce qui peut tomber au bac sur les limites en un réel
- Un quotient avec dénominateur nul et un tableau de signes (exercices 2 et 4).
- Une forme à factoriser (exercices 3 et 6).
- Une racine avec quantité conjuguée (exercice 5).
- Une fonction composée avec exponentielle et une limite à gauche / à droite (exercice 7).
- Une étude complète avec asymptotes et position relative (exercice 8).
QCM : vérifie tes acquis
10 questions, une seule bonne réponse chacune. Choisis une réponse : la correction s'affiche tout de suite. Ton score est enregistré dans Mon espace.
Question 1 sur 10
Quelle est la limite de quand avec ?
Pour , est positif et tend vers : l'inverse tend vers .
Question 2 sur 10
Quelle est la limite de quand avec ?
Pour , est négatif et tend vers : l'inverse tend vers .
Question 3 sur 10
Quelle est la limite de quand ?
Pour , . On lève la forme indéterminée en simplifiant.
Question 4 sur 10
Quelle est la limite de quand ?
.
Question 5 sur 10
Si , la courbe de admet :
Une limite infinie en un réel donne l'asymptote verticale d'équation .
Question 6 sur 10
Dans l'exercice 2, avec , que peut-on déduire des limites en et ?
Les limites à gauche et à droite en sont infinies : c'est la définition d'une asymptote verticale.
Question 7 sur 10
Dans l'exercice 3, quelle est la limite en de ?
quand .
Question 8 sur 10
Dans l'exercice 4, combien la courbe de admet-elle d'asymptotes verticales ?
Le dénominateur s'annule en et en , avec des limites infinies des deux côtés à chaque fois.
Question 9 sur 10
Dans l'exercice 6, pourquoi la courbe de n'a-t-elle pas d'asymptote verticale en , contrairement à ?
se simplifie avec : , une limite finie.
Question 10 sur 10
Dans l'exercice 8, quelle est la limite de en , après simplification en ?
Quand , le numérateur et le dénominateur : le quotient tend vers .
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