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Limites de fonctions : exercices de maths Terminale

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Exercices de maths Terminale : exercices de maths Terminale

22 exercices classés par difficulté (★ facile, ★★ moyen, ★★★ difficile). Cherche d’abord sans regarder le corrigé !

2 Vrai ou faux ? ★★★

Pour chaque affirmation, dis si elle est vraie ou fausse et justifie (un contre-exemple suffit pour une affirmation fausse).

  1. Si limx→+∞ f(x) = 0, alors f(x) > 0 pour x assez grand.
  2. Si limx→+∞ f(x) = +∞, alors f est croissante sur [0 ; +∞[.
  3. La courbe de x ↦ 1x² admet l’axe des ordonnées pour asymptote verticale.
  4. Comme x2 → +∞ et x2 → +∞, la limite de x2 − x2 en +∞ n’existe pas.

3 Opérations simples ★★★

Détermine les limites suivantes en citant les limites de référence utilisées.

  1. limx→+∞ (√x + 5)
  2. limx→+∞ (3 − 1x)
  3. limx→−∞ (x3 − 4)
  4. limx→0+ (1x + 2)
  5. limx→+∞ x2 √x
  6. limx→−∞ (x2 + 1x)

4 Lecture graphique ★★★

On donne la courbe d’une fonction f définie sur ℝ \ {2}.

-4-3-2-112345678-6-5-4-3-2-112345678O

  1. Lis limx→+∞ f(x) et limx→−∞ f(x).
  2. Lis limx→2+ f(x) et limx→2− f(x).
  3. Quelles sont les équations des asymptotes à la courbe ?

5 Asymptotes d’une courbe ★★★

Soit f(x) = 3 + 2x+4 définie sur ℝ \ {−4}.

  1. Calcule les limites de f en +∞ et en −∞. Que peux-tu dire de la courbe ?
  2. Calcule les limites de f en −4+ et en −4−. Que peux-tu dire de la courbe ?
  3. Étudie la position de la courbe par rapport à son asymptote horizontale.

6 Quotient et signe du dénominateur ★★★

Détermine les limites suivantes.

  1. limx→3+ 1x−3
  2. limx→3− 1x−3
  3. limx→−2+ 5x+2
  4. limx→0− −2x²
  5. limx→4+ 34−x

7 Coût moyen de fabrication ★★★

Un atelier fabrique chaque jour q objets (q > 0). Le coût total est 2q + 300 euros. Le coût moyen par objet est C(q) = 2q+300q.

  1. Montre que C(q) = 2 + 300q.
  2. Calcule limq→+∞ C(q) et interprète le résultat.
  3. Calcule limq→0+ C(q) et interprète le résultat.
  4. À partir de quelle production quotidienne le coût moyen est-il inférieur ou égal à 2,50 euros ?

8 Polynômes en l’infini ★★★

Détermine les limites suivantes (forme indéterminée à lever).

  1. limx→+∞ (x3 − 5x2 + 2)
  2. limx→−∞ (−2x4 + x3)
  3. limx→+∞ (x − x2)
  4. limx→−∞ (4x3 − x)

9 Fractions rationnelles en l’infini ★★★

Calcule les limites en +∞ et en −∞ des fonctions suivantes.

  1. f(x) = 3x²−x+1x²+4
  2. g(x) = 2x+1x²−3
  3. h(x) = x³+12x²−1
  4. k(x) = 5x−21−x

10 Formes 0/0 ★★★

Détermine les limites suivantes.

  1. limx→3 x²−9x−3
  2. limx→2 x²−5x+6x−2
  3. limx→0 x²−xx
  4. limx→2 x+1x²−4x+4

11 Deux asymptotes verticales ★★★

Soit f(x) = x−1x²−x−2.

  1. Factorise le dénominateur et donne l’ensemble de définition de f.
  2. Détermine les limites de f en +∞ et en −∞.
  3. Détermine les limites de f à gauche et à droite de chaque valeur interdite.
  4. Donne les équations des asymptotes à la courbe.

12 Quantité conjuguée ★★★

Détermine les limites suivantes.

  1. limx→+∞ (√(x+3) − √x)
  2. limx→+∞ (√(x2+1) − x)
  3. limx→+∞ (√x − x)
  4. limx→−∞ (√(x2+1) + x)

13 Composition ★★★

Détermine les limites suivantes en utilisant le théorème de composition.

  1. limx→+∞ √(x2+1)
  2. limx→+∞ (1 + 2x)3
  3. limx→2+ √(1x−2)
  4. limx→+∞ cos(1x)
  5. limx→−∞ 1√(x²+1)

14 Encadrements simples ★★★

En utilisant un théorème de comparaison, détermine :

  1. limx→+∞ (x + cos x)
  2. limx→+∞ (3x − 2 sin x)
  3. limx→+∞ (−x2 + 3 sin x)
  4. limx→+∞ cos xx²

15 Position par rapport à l’asymptote ★★★

Soit f(x) = 2x+3x+1 définie sur ℝ \ {−1}.

  1. Montre que f(x) = 2 + 1x+1.
  2. Déduis-en les limites de f en +∞, en −∞ et en −1 (à gauche et à droite).
  3. Donne les équations des asymptotes, puis étudie la position de la courbe par rapport à l’asymptote horizontale.

16 Trouver des paramètres ★★★

Soit f(x) = ax+bx−1 où a et b sont deux réels. La courbe de f admet la droite d’équation y = 3 pour asymptote horizontale et passe par le point A(2 ; 7).

  1. Exprime limx→+∞ f(x) en fonction de a et déduis la valeur de a.
  2. Utilise le point A pour trouver b.
  3. Pour f(x) = 3x+1x−1, étudie les limites en 1 et vérifie que f(x) − 3 = 4x−1.

17 Gendarmes ★★★

Détermine les limites suivantes à l’aide du théorème des gendarmes.

  1. limx→+∞ 2x+sin xx+1
  2. limx→+∞ 3+cos xx²+1
  3. limx→+∞ x cos xx²+1

18 Croissances comparées ★★★

Détermine les limites suivantes (E désigne la fonction exponentielle : Ex = ex).

  1. limx→+∞ eˣx²
  2. limx→+∞ x e−x
  3. limx→+∞ ln xx²
  4. limx→0+ x ln x
  5. limx→+∞ (ex − x2)
  6. limx→−∞ x2 ex

19 Une racine et un quotient ★★★

On considère f(x) = √(x2+x) − x pour x > 0.

  1. Montre que f(x) = x√(x²+x) + x.
  2. Divise numérateur et dénominateur par x et déduis limx→+∞ f(x).
  3. Interprète le résultat pour la courbe de f.

20 Vitesse limite d’un train ★★★

Un train accélère à partir de l’arrêt. Sa vitesse, en km/h, au bout de t minutes est v(t) = 80tt+5 (t ≥ 0).

  1. Montre que v(t) = 80 − 400t+5.
  2. Calcule limt→+∞ v(t). Que représente ce nombre ?
  3. Au bout de combien de minutes le train atteint-il 72 km/h ?
  4. Le train atteint-il un jour 80 km/h ? Justifie.

21 Étude complète des asymptotes ★★★

Soit f(x) = 2x²−x−1x²−4.

  1. Détermine l’ensemble de définition de f.
  2. Calcule les limites de f en +∞ et en −∞.
  3. Calcule les limites de f en 2+, 2−, −2+ et −2−.
  4. Donne les asymptotes à la courbe.
  5. Montre que f(x) − 2 = 7−xx²−4 puis étudie la position de la courbe par rapport à l’asymptote horizontale.

22 Démontrer une limite infinie ★★★

On considère f(x) = x²+cos xx+1 pour x > 0.

  1. Montre que pour x > 0, f(x) ≥ x²−1x+1.
  2. Simplifie x²−1x+1 puis déduis limx→+∞ f(x).
  3. Rédige la même démarche pour montrer que limx→+∞ x²+cos xx = +∞ (sans simplification utile).

Voir le corrigé des exercices