Compositions et limites - Exercice 2

10 min
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Déterminer la limite suivante :
Question 1

lim⁡x→+∞ln⁡(3x+4)−ln⁡(3x+7)\lim\limits_{x\to+\infty } \ln \left(3x+4\right)-\ln \left(3x+7\right)

Correction
lim⁡x→+∞ln⁡(3x+4)=+∞lim⁡x→+∞ln⁡(3x+7)=+∞}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to+\infty } \ln \left(3x+4\right) } & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{x\to +\infty } \ln \left(3x+7\right)} & {=} & {+\infty } \end{array}\right\} nous rencontrons une forme indéterminée de la forme +∞−(+∞)+\infty -\left(+\infty\right)
Nous allons donc transformer notre expression.
ln⁡(a)−ln⁡(b)=ln⁡(ab)\ln \left(a\right)-\ln \left(b\right)=\ln \left(\frac{a}{b} \right)

lim⁡x→+∞ln⁡(3x+4)−ln⁡(3x+7)=lim⁡x→+∞ln⁡(3x+43x+7)\lim\limits_{x\to+\infty } \ln \left(3x+4\right)-\ln \left(3x+7\right)=\lim\limits_{x\to+\infty } \ln \left(\frac{3x+4}{3x+7}\right)
Il s’agit d’une limite par composition.\blue{\text{Il s'agit d'une limite par composition.}}
On commence par calculer : lim⁡x→+∞3x+43x+7\lim\limits_{x\to {\color{red}{+\infty}} } \frac{3x+4}{3x+7}
lim⁡x→+∞3x+43x+7=lim⁡x→+∞x(3x+4x)x(3x+7x)\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{3x+4}{3x+7} =\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{x\left(\frac{3x+4}{x} \right)}{x \left(\frac{3x+7}{x} \right)}
lim⁡x→+∞3x+43x+7=lim⁡x→+∞x(3xx+4x)x(3xx+7x)\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{3x+4}{3x+7} =\mathop{\lim }\limits_{x\to +\infty } \frac{x\left(\frac{3x}{x} +\frac{4}{x} \right)}{x\left(\frac{3x}{x} +\frac{7}{x} \right)}
lim⁡x→+∞3x+43x+7=lim⁡x→+∞3xx+4x3xx+7x\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{3x+4}{3x+7} =\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{\frac{3x}{x} +\frac{4}{x} }{\frac{3x}{x} +\frac{7}{x} }
lim⁡x→+∞3x+43x+7=lim⁡x→+∞3+4x3+7x\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{3x+4}{3x+7} =\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{3+\frac{4}{x} }{3+\frac{7}{x} }
Ainsi : lim⁡x→+∞3+4x=3lim⁡x→+∞3+7x=3}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to +\infty } 3+\frac{4}{x}} & {=} & {3} \\ {\lim\limits_{x\to +\infty } 3+\frac{7}{x}} & {=} & {3} \end{array}\right\} par quotient :
lim⁡x→+∞3x+43x+7=1\lim\limits_{x\to {\color{red}{+\infty}} } \frac{3x+4}{3x+7} ={\color{blue}{1}}

On pose X=3x+43x+7X=\frac{3x+4}{3x+7}.
Ainsi : lim⁡X→1ln⁡(X)=0\lim\limits_{X\to {\color{blue}{1}}} \ln \left(X\right) ={\color{green}{0}}.
Par composition :
lim⁡x→+∞ln⁡(3x+43x+7)=0\lim\limits_{x\to+\infty } \ln \left(\frac{3x+4}{3x+7}\right) ={\color{green}{0}}

Finalement : lim⁡x→+∞ln⁡(3x+4)−ln⁡(3x+7)=0\lim\limits_{x\to {\color{red}{+\infty}} }\ln \left(3x+4\right)-\ln \left(3x+7\right)={\color{green}{0}}

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