Limites de Fonctions

1. Introduction aux limites de fonctions

La notion de limite est fondamentale en analyse mathématique. Elle permet d'étudier le comportement d'une fonction lorsque la variable s'approche d'une valeur donnée ou tend vers l'infini.

1.1 Définition intuitive

Intuitivement, la limite d'une fonction \(f(x)\) quand \(x\) tend vers \(a\) est la valeur dont \(f(x)\) se rapproche arbitrairement lorsque \(x\) s'approche de \(a\).

On note : \(\lim_{x \to a} f(x) = L\)

1.2 Types de limites

On distingue plusieurs types de limites :

2. Calcul de limites

2.1 Limites usuelles

Certaines limites sont à connaître par cœur :

2.2 Opérations sur les limites

Pour calculer des limites plus complexes, on utilise des règles d'opérations :

Si \(\lim f(x) = a\) et \(\lim g(x) = b\), alors :

  • \(\lim [f(x) + g(x)] = a + b\)
  • \(\lim [f(x) \times g(x)] = a \times b\)
  • \(\lim \frac{f(x)}{g(x)} = \frac{a}{b}\) (si \(b \neq 0\))

3. Limites et continuité

La notion de limite est étroitement liée à celle de continuité.

3.1 Définition de la continuité

Une fonction \(f\) est continue en un point \(a\) si :

\(\lim_{x \to a} f(x) = f(a)\)

3.2 Théorème des valeurs intermédiaires

Ce théorème est une conséquence importante de la continuité :

Si \(f\) est continue sur \([a,b]\) et que \(f(a) < k < f(b)\), alors il existe \(c\) dans \(]a,b[\) tel que \(f(c) = k\).

4. Exemples et exercices

Exemple 1 : Limite d'une fonction rationnelle

Calculons \(\lim_{x \to +\infty} \frac{2x^2 + 3x - 1}{x^2 - 2x + 4}\)

Solution : On divise le numérateur et le dénominateur par le terme de plus haut degré, \(x^2\) :

\(\lim_{x \to +\infty} \frac{2x^2 + 3x - 1}{x^2 - 2x + 4} = \lim_{x \to +\infty} \frac{2 + \frac{3}{x} - \frac{1}{x^2}}{1 - \frac{2}{x} + \frac{4}{x^2}} = \frac{2}{1} = 2\)

Pour plus d'exercices et d'exemples, consultez notre page d'exercices sur les limites.

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