Exemples
Soit $f$ la fonction définie sur $]0~;~+\infty[$ par : $f(x)=\sqrt{x}$.
- Démontrer que pour tout réel $m \geq 0$, $]m~;~+\infty[$ contient toutes les valeurs $f(x)$ pour $x$ assez grand.
- Que peut-on dire de la fonction $f$ ?
Soit $f$ la fonction définie sur $]0~;~+\infty[$ par : $f(x)=-2x$.
- Démontrer que pour tout réel $m \leq 0$, $]-\infty~;~m[$ contient toutes les valeurs $f(x)$ pour $x$ assez grand.
- Que peut-on dire de la fonction $f$ ?
Soit $f$ la fonction définie sur $]-\infty~;~0[$ par : $f(x)=x^2$.
- Démontrer que pour tout réel $M \geq 0$, $]M~;~+\infty[$ contient toutes les valeurs $f(x)$ pour $x$ assez grand en valeurs absolues.
- Que peut-on dire de la fonction $f$ ?
Soit $f$ la fonction définie sur $]-\infty~;~0[$ par : $f(x)=3x$.
- Démontrer que pour tout réel $M \leq 0$, $ ]-\infty~;~M[$ contient toutes les valeurs $f(x)$ pour $x$ assez grand en valeurs absolues.
- Que peut-on dire de la fonction $f$ ?
Soit $f$ la fonction définie sur $]0~;~+\infty[$ par : $f(x)=\dfrac{1}{x}$.
- Démontrer que pour tout réel $\alpha > 0$, l’intervalle $]0-\alpha ; 0+\alpha[=]-\alpha ; \alpha[$ contient toutes les valeurs $f(x)$ pour $x$ assez grand.
- En déduire la limite de $f$ en $+\infty$.
Soit $f$ la fonction définie sur $]-\infty~;~0[$ par : $f(x)=2+\dfrac{1}{x^2}$.
- Démontrer que pour tout réel $\alpha > 0$, l’intervalle $]2-\alpha ; 2+\alpha[$ contient toutes les valeurs $f(x)$ pour les valeurs négatives de x assez grandes en valeurs absolues.
- En déduire la limite de $f$ en $-\infty$.
Soit $f$ la fonction définie sur $]-\infty~;~0[$ par : $f(x)=\dfrac{2x^2+1}{x^2}$.
- Démontrer que pour tout réel $x \in ]-\infty~;~0[$, $f(x) = 2+\dfrac{1}{x^2}$.
- En déduire la limite de $f$ en $-\infty$.
- Interpréter ce résultat graphiquement.
Soient $f$ et $g$ les fonctions définies sur $]-\infty~;~0[\cup]0~;~+\infty[$ par : $f(x)=\dfrac{1-2x}{x}$ et $g(x)=\dfrac{x^2+3}{x^2}$.
- Déterminer les limites des fonctions $f$ et $g$ en $-\infty$ et en $+\infty$.
- Interpréter graphiquement ces limites.
Soit $f$ une fonction définie sur $]-\infty~;~0[\cup]0~;~+\infty[$ par : $f(x)= \dfrac{1}{x}$.
- Montrer que pour tout réel $m>0$, l’intervalle $]m~;~+\infty[$ contient toutes les valeurs $f(x)$ dès que $x$ est assez proche de $0$ à droite de $0$. En déduire $\lim\limits_{\substack{x \rightarrow 0 \\ x>0}} f(x)$
- Montrer que pour tout réel $m<0$, l’intervalle $]-\infty~;~m[$ contient toutes les valeurs $f(x)$ dès que $x$ est assez proche de $0$ à gauche de $0$. En déduire $\lim\limits_{\substack{x \rightarrow 0 \\ x<0}} f(x)$.
Soit $f$ une fonction définie sur $]2~;~+\infty[$ par : $f(x)= \dfrac{1}{x-2}$.
Donner $\lim\limits_{\substack{x \rightarrow 2 \\ x>2}} f(x)$ et interpréter ce résultat.
Soit $f$ une fonction définie sur $]-\infty~;~3[$ par : $f(x)= \dfrac{1}{x-3}$.
Donner $\lim\limits_{\substack{x \rightarrow 3 \\ x<3}} f(x)$ et interpréter ce résultat.
Soit $f$ une fonction définie sur $]-\infty~;~1[\cup]1~;~+\infty[$ par : $f(x)= \dfrac{x^2-1}{x-1}$.
Déterminer la limite de $f$ en $1$ $\left(\lim\limits_{x \rightarrow 1} f(x)= ?\right)$
En utilisant le tableau de variation ci-dessous de la fonction $f$, donner les asymptotes à la courbe $\mathscr{C}_f$ de $f$.

Soit $f$ la fonction définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x)= 3x^2+ e^x$.
Démontrer que $\lim\limits_{x \rightarrow +\infty} f(x)= +\infty$
Soit $f$ la fonction définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x)= -2x+ sin(x)$.
Démontrer que $\lim\limits_{x \rightarrow +\infty} f(x)= -\infty$
Soit $f$ la fonction définie sur $\mathbb{R^*}$ par $f(x)=\dfrac{sin(x)}{x}$.
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Démontrer que $\lim\limits_{x \rightarrow +\infty} f(x)= 0$
Déterminer la limite :
- en $+\infty$, de la fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ par : $f(x)=5x^2-6x+1$.
- en $-\infty$, de la fonction $g$ définie sur $\mathbb{R}$ par : $g(x)=2x^5-6x^2+2x+1$.
- en $-\infty$, de la fonction $h$ définie sur $\mathbb{R}/\{-4\}$ par : $h(x)=\dfrac{5x+1}{x+4}$.
- en $+\infty$, de la fonction $k$ définie sur $\mathbb{R}/\{-1~;~1\}$ par : $k(x)=\dfrac{-7x+5}{x^2-1}$.
Dans chacun des cas suivants, déterminer les limites des fonctions $f$ et $g$ aux bornes de son ensemble de définition
- $f(x)=e^{3-x}$ définie sur $\mathbb{R}$.
- $g(x)=\dfrac{e^{2x}+2}{e^x-1}$ définie sur $\mathbb{R^*}$.
Déterminer les limites des fonctions suivantes :
- $f(x)=\dfrac{e^x}{x^2+1}$, en $+\infty$.
- $g(x)=(x^3-3x^2+1)e^x$, en $-\infty$.
Les courbes $\mathscr{C}_f$ et $\mathscr{C}_g$ représentent les fonctions définies sur $\mathbb{R}$ par :
$f(x)=e^{2x}$ et $g(x) = \dfrac{2e^x}{1+e^x}$.
- Prouver que $\mathscr{C}_g$ admet une asymptote horizontale en $+\infty$.
- Etudier l’intersection des courbes $\mathscr{C}_f$ et $\mathscr{C}_g$
Exercices
Déterminer les limites :
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_1$ définie sur $\mathbb{R}$ par :$f_1(x) = x^2-3$.
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_2$ définie sur $\mathbb{R}$ par : $f_2(x) = x^3+3x$.
- en $+\infty$, de la fonction $f_3$ définie sur $\mathbb{R^{+}}$ par : $f_3(x) = 2x^2+5\sqrt{x}+3$.
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_4$ définie sur $\mathbb{R}$ par :$f_4(x) = -x^2-2x+1$.
Déterminer les limites :
- en $+\infty$ de la fonction $f_1$ définie sur $\mathbb{R^{+*}}$ par : $f_1(x) = \sqrt{x}+\dfrac{1}{x}$.
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_2$ définie sur $\mathbb{R^{*}}$ par :$f_2(x) = -3x^2+\dfrac{1}{x^3}$.
- en $+\infty$ de la fonction $f_3$ définie sur $\mathbb{R^{+*}}$ par : $f_3(x) = \left(-5+\dfrac{2}{\sqrt{x}}\right)(x+2)$.
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_4$ définie sur $\mathbb{R}$ par : $f_4(x) = \dfrac{2}{2+x^2}$.
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_5$ définie sur $\mathbb{R}$ par :$f_5(x) = \dfrac{5}{x^2+x+3}$.
Déterminer les limites :
- en $+\infty$, de la fonction $f_1$ définie sur $\mathbb{R^+}$ par : $f_1(x) = \dfrac{3-\dfrac{2}{x}}{1+\dfrac{1}{\sqrt{x}}}$.
- en $-\infty$ et $+\infty$, de la fonction $f_2$ définie sur $\mathbb{R}/ \{0~;~1\}$ par : $f_2(x) = \dfrac{x}{-1+\dfrac{1}{x}}$.
- en $+\infty$, de la fonction $f_3$ est définie $\mathbb{R^*}$ par : $f_3(x) = \dfrac{\dfrac{3}{x}-5}{3+\dfrac{2}{x^2}}$.
Déterminer la limite :
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_1$ définie sur $\mathbb{R}$ par : $f_1(x)= x-x^2$.
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_2$ définie sur $\mathbb{R}$ par : $f_2(x)= 3x^2-4x+1$.
- en $+\infty$, de la fonction $f_3$ est définie sur $\mathbb{R^+}$ par : $f_3(x)= x^3-5x^2+3\sqrt{x}$.
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_4$ définie sur $\mathbb{R}$ par : $f_4(x)= -3x^2+5x-7$.
- en $-\infty$, de la fonction $f_5$ définie sur $\mathbb{R^*}$ par : $f_5(x)= \dfrac{4+x+x^2}{x}$.
- en $-\infty$, de la fonction $f_6$ définie sur $\mathbb{R}$ par : $f_6(x)= \dfrac{3x+1}{x^2+1}$.
- en $-\infty$ et en $+\infty$, de la fonction $f_7$ définie sur $\mathbb{R}/ \{-2~;~0\}$ par :$f_7(x)= \dfrac{-3x^2+5x+1}{x^2+2x}$.
- en $+\infty$, de la fonction $f_8$ définie sur $\mathbb{R^{+*}}$ par : $f_8(x)= \dfrac{2\sqrt{x}-x}{\sqrt{x}+x}$.
Soit $f$ une fonction définie sur $]-\infty~;~3[\cup]3~;~+\infty[$ par : $f(x)= \dfrac{x^2-x-6}{x-3}$.
Déterminer la limite de $f$ en $3$, $-\infty$ et en $+\infty$.
Soit $f$ une fonction définie sur $\mathbb{R}/ \{-1~;~2\}$ par : $f(x)= \dfrac{x^3-8}{x^2-x-2}$.
- Factoriser $x^2-x-2$.
- Sachant que $a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2)$, simplifier $f(x)$.
- En déduire la limite de $f$ en $2$.
Soit $f$ la fonction définie sur $\mathbb{R}/ \{-1~;~1\}=]-\infty~;~-1[\cup]-1~;~1[\cup]1~;~+\infty[$ par : $f(x)= \dfrac{2x^2-12x-14}{x^2-1}$.
Soit $x \in ]-\infty~;~-1[\cup]-1~;~1[\cup]1~;~+\infty[$.
- Factoriser $2x^2-12x-14$.
- Factoriser $x^2-1$.
- Simplifier l'expression de $f(x)$, pour tout réel $x \in ]-\infty~;~-1[\cup]-1~;~1[\cup]1~;~+\infty[$.
- En déduire la limite de $f$ en $1^-$, $1^+$ et en $-1$.
$f$ est la fonction définie sur $\mathbb{R}$ par : $f(x)= x^3+ x + cos(x)$.
- Démontrer que pour tout réel $x$, $f(x) \leq x^3+x+1$
- En déduire la limite de la fonction $f$ en $-\infty$.
- Déterminer la limite de $f$ en $+\infty$.
$f$ est la fonction définie sur $\mathbb{R^*}$, par : $f(x)= \dfrac{sin(x)}{x^2}$.
- Justifier que pour tout réel $x$ non nul , $-\dfrac{1}{x^2} \leq f(x) \leq \dfrac{1}{x^2}$
- En déduire la limite de la fonction $f$ en $-\infty$.
Déterminer la limite de la fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$, en utilisant les théorème de comparaison :
- $f(x)= x^2-cos(x)$, en $-\infty$ et en $+\infty$.
- $f(x)= -x+sin(x)$, en $-\infty$ et en $+\infty$.
- $f(x)= \dfrac{x}{2x+cos(x)}$, en $-\infty$.
- $f(x)= \dfrac{x-cos(x)}{x^2+1}$, en $+\infty$.
Soit $f$ la fonction définie sur $\mathbb{R}$ par : $f(x)= e^x-x-1$.
- Etudier le sens de variation de la fonction $f$.
- En déduire le signe de la fonction $f$.
- Montrer que pour tout réerl $x$, $e^x\geq x+1$
- En déduire la limite $\lim\limits_{x \rightarrow +\infty}e^x$.
Soit $f$ la fonction définie sur $]0~;~+\infty[$ par : $g(x)= e^x-\dfrac{x^2}{2}$.
- Etudier le sens de variation de la fonction $g$.
- En déduire le signe de la fonction $g$.
- Montrer que pour tout réerl $x$, $\dfrac{e^x}{x}\geq \dfrac{x}{2}$
- En déduire la limite $\lim\limits_{x \rightarrow +\infty}\dfrac{e^x}{x}$.
On donne le tableau de variations, d'une fonction $f$, suivant :

Soit $g$ la fonction définie sur $]-\infty~;~2[\cup]2~;~+\infty[$ par : $g(x) = \dfrac{1}{f(x)}$.
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- Donner les limites de la fonction $f$ en $-\infty$ et en $+\infty$.
- En déduire les limites de la fonction $g$ en $-\infty$ et en $+\infty$.
- Interpréter graphiquement ces résultats.
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- Déterminer le signe de $f(x)$ selon les valeurs de $x$.
- En déduire la limite de $g$ en $2$ à gauche et à droite.
- Interpréter graphiquement ces résultats.
Exercices d'approfondissement.
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$f$ est une fonction telle que $\lim\limits_{x \to +\infty}f(x) = +\infty$.
Dans un repère orthonormé d'origine le point $O$, on note $\mathscr{C}_f$ la courbe représentative de $f$.
On se propose d'étudier le comportement de $f(x)$ et donc de $\mathscr{C}_f$ quand $x$ tend vers $+\infty$.
Ce comportement dépend de $\dfrac{f(x)}{x}$ qui représente le coefficient directeur de la droite $(OM)$
où $M$ est le point de la courbe $\mathscr{C}_f$ de coordonnées $(x~;~f(x))$.
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on dit que la courbe $\mathscr{C}_f$ de $f$ admet en $+\infty$ une asymptote oblique d'équation $y=ax+b$, lorsque $\lim\limits_{x \to +\infty}[f(x) - (ax+b)] = 0$
où $a$ et $b$ sont des réels avec $a\ne 0$.
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- $f$ est la fonction définie sur $]-\infty~;~3[\cup]3~;~+\infty[$ par : $f(x)= 3x-2+\dfrac{1}{x-3}$
- Afficher la courbe représentative $\mathscr{C}_f$ de $f$ à l'écran de la calculatrice, puis conjecturer le comportement de la courbe en $+\infty$
- Déterminer la limite en $+\infty$ de la fonction $x \longmapsto f(x)-(3x-2)$
- En ddéduire l'équation d'une asymptote oblique $d$ à $\mathscr{C}_f$ en $+\infty$.
- Démontrer que la droite $d$ est aussi une asymptote oblique $d$ à $\mathscr{C}_f$ en $-\infty$.
- Etudier la position relative de $\mathscr{C}_f$ et de $d$.
- Dans un repère, la droite $\Delta$ d'équation $y=ax+b$ est une asymptote oblique à la courbe représentative $\mathscr{C}_g$ d'une fonction $g$ en $+\infty$.
- Démontrer que $\lim\limits_{x \to +\infty}\dfrac{g(x)}{x} = a$
- Démontrer que $\lim\limits_{x \to +\infty}(g(x)-ax) = b$
- $h$ est la fonction définie sur $]-\infty~;~-1[\cup]-1~;~+\infty[$ par : $f(x)= \dfrac{2x^2+3x+1}{x+1}$.
- Etudier la limite de la fonction $x \longmapsto \dfrac{h(x)}{x}$
- En déduire l'équation d'une asymptote oblique à la courbe $\mathscr{C}_h$ de $h$ en $+\infty$.
- Démontrer que cette droite est aussi une asymptote oblique à $\mathscr{C}_h$ en $-\infty$.