Lever une forme indéterminée de la forme 00\frac{0}{0} - Exercice 1

10 min
25
Calculer les limites suivantes :
Question 1

lim⁡x→2x>2x−2x2−4{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{x-2}{x^{2} -4}

Correction
lim⁡x→2x>2x−2=0lim⁡x→2x>2x2−4=0}\left. \begin{array}{ccc} {{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} x-2} & {=} & {0 } \\ {{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} x^{2}-4} & {=} & {0 } \end{array}\right\} on obtient une forme indéterminée 00\frac{0 }{0}
Dans ce genre de situation, il faut penser à factoriser soit le numérateur soit le dénominateur .
Il vient alors que :
lim⁡x→2x>2x−2x2−4=lim⁡x→2x>2x−2x2−22{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{x-2}{x^{2} -4} ={\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{x-2}{x^{2} -2^{2} } . On reconnait ici une identité remarquable.
    Identiteˊ remarquable\purple{\text{Identité remarquable}}
  • a2−b2=(a−b)(a+b){\color{blue}a}^{2} -{\color{red}b}^{2}=\left({\color{blue}a}-{\color{red}b}\right)\left({\color{blue}a}+{\color{red}b}\right)
lim⁡x→2x>2x−2x2−4=lim⁡x→2x>2x−2(x−2)(x+2){\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{x-2}{x^{2} -4}={\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{x-2}{\left(x-2\right)\left(x+2\right)}
lim⁡x→2x>2x−2x2−4=lim⁡x→2x>2x−2(x−2)(x+2){\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{x-2}{x^{2} -4} ={\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{\cancel{x-2}}{\cancel{\left(x-2\right)}\left(x+2\right)}
lim⁡x→2x>2x−2x2−4=lim⁡x→2x>21x+2{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{x-2}{x^{2} -4} ={\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{1}{x+2}
Ainsi :
lim⁡x→2x>2x−2x2−4=14{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 2} \\ {x>2} \end{array}}} \frac{x-2}{x^{2} -4} =\frac{1}{4}

Question 2

lim⁡x→0x<02x2−3x5x2−2x{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{2x^{2} -3x}{5x^{2} -2x}

Correction
lim⁡x→0x<02x2−3x=0lim⁡x→0x<05x2−2x=0}\left. \begin{array}{ccc} {{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} 2x^{2} -3x} & {=} & {0 } \\ {{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} 5x^{2} -2x} & {=} & {0 } \end{array}\right\} on obtient une forme indéterminée 00\frac{0 }{0}
Dans ce genre de situation, il faut penser à factoriser soit le numérateur soit le dénominateur .
Il vient alors que :
lim⁡x→0x<02x2−3x5x2−2x=lim⁡x→0x<0x(2x2−3xx)x(5x2−2xx){\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{2x^{2} -3x}{5x^{2} -2x} ={\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{x\left(\frac{2x^{2} -3x}{x} \right)}{x\left(\frac{5x^{2} -2x}{x} \right)}
lim⁡x→0x<02x2−3x5x2−2x=lim⁡x→0x<0x(2x2x−3xx)x(5x2x−2xx){\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{2x^{2} -3x}{5x^{2} -2x} ={\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{x\left(\frac{2x^{2} }{x} -\frac{3x}{x} \right)}{x\left(\frac{5x^{2} }{x} -\frac{2x}{x} \right)}
lim⁡x→0x<02x2−3x5x2−2x=lim⁡x→0x<0x(2x−3)x(5x−2){\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{2x^{2} -3x}{5x^{2} -2x} ={\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{x\left(2x-3\right)}{x\left(5x-2\right)}
lim⁡x→0x<02x2−3x5x2−2x=lim⁡x→0x<02x−35x−2{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{2x^{2} -3x}{5x^{2} -2x} ={\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{2x-3}{5x-2}
Ainsi :
lim⁡2x−3x→0x<0=−3lim⁡5x−2x→0x<0=−2}\left. \begin{array}{ccc} {{\mathop{\lim 2x-3}\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} } & {=} & {-3} \\ {{\mathop{\lim 5x-2}\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} } & {=} & {-2} \end{array}\right\} par quotient :\text{\red{par quotient :}}
lim⁡x→0x<02x−35x−2=−3−2{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{2x-3}{5x-2}=\frac{-3}{-2}

Finalement :\purple{\text{Finalement :}}
lim⁡x→0x<02x2−3x5x2−2x=32{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 0} \\ {x<0} \end{array}}} \frac{2x^{2} -3x}{5x^{2} -2x}=\frac{3}{2}
Question 3

lim⁡x→1+2x−2x2−1\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2x-2}{x^{2} -1}

Correction
lim⁡x→1+2x−2=0lim⁡x→1+x2−1=0}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to 1^{+} } 2x-2} & {=} & {0 } \\ {\lim\limits_{x\to 1^{+} } x^{2} -1} & {=} & {0 } \end{array}\right\} nous rencontrons une forme indéterminée de la forme 00\frac{0}{0}.
Nous allons factoriser le dénominateur x2−1x^{2} -1 à l'aide de l'identité remarquable a2−b2=(a−b)(a+b)a^{2} -b^{2} =\left(a-b\right)\left(a+b\right) .
    Identiteˊ remarquable\purple{\text{Identité remarquable}}
  • a2−b2=(a−b)(a+b){\color{blue}a}^{2} -{\color{red}b}^{2}=\left({\color{blue}a}-{\color{red}b}\right)\left({\color{blue}a}+{\color{red}b}\right)
On a alors : x2−1=(x−1)(x+1)x^{2} -1=\left(x-1\right)\left(x+1\right)
Il vient alors que :
lim⁡x→1+2x−2x2−1=lim⁡x→1+2x−2(x−1)(x+1)\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2x-2}{x^{2} -1} =\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2x-2}{\left(x-1\right)\left(x+1\right)} . On va maintenant factoriser le numérateur par 22 .
lim⁡x→1+2x−2x2−1=lim⁡x→1+2(x−1)(x−1)(x+1)\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2x-2}{x^{2} -1} =\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2\left(x-1\right)}{\left(x-1\right)\left(x+1\right)} . On va maintenant simplifier par x−1x-1 au numérateur et dénominateur.
lim⁡x→1+2x−2x2−1=lim⁡x→1+2(x−1)(x−1)(x+1)\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2x-2}{x^{2} -1} =\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2\left(\cancel{x-1}\right)}{\left(\cancel{x-1}\right)\left(x+1\right)}
lim⁡x→1+2x−2x2−1=lim⁡x→1+2x+1\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2x-2}{x^{2} -1} =\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2}{x+1}
Ainsi :
lim⁡2x→1x>1=2lim⁡x+1x→1x>1=2}\left. \begin{array}{ccc} {{\mathop{\lim 2}\limits_{\begin{array}{l} {x\to 1} \\ {x>1} \end{array}}} } & {=} & {2} \\ {{\mathop{\lim x+1}\limits_{\begin{array}{l} {x\to 1} \\ {x>1} \end{array}}} } & {=} & {2} \end{array}\right\} par quotient :\text{\red{par quotient :}}
lim⁡x→1x>12x+1=22{\mathop{\lim }\limits_{\begin{array}{l} {x\to 1} \\ {x>1} \end{array}}} \frac{2}{x+1}=\frac{2}{2}

Finalement :\purple{\text{Finalement :}}
lim⁡x→1+2x−2x2−1=1\mathop{\lim }\limits_{x\to 1^{+} } \frac{2x-2}{x^{2} -1}=1

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