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Limites de fonctions
Limites en l’infini et en un réel, asymptotes, opérations et formes indéterminées, fonction composée, comparaison et gendarmes, croissances comparées de l’exponentielle et des puissances.
À propos de cette page
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile ★ — 12 questions
La limite de 1/x³ quand x tend vers +∞ est :
- A. +∞
- B. 1
- C. 0
- D. −∞
Réponse
C. 0 — Pour tout entier n ≥ 1, 1/xⁿ tend vers 0 en +∞ (quotient « 1/+∞ »).
La limite de x⁵ quand x tend vers −∞ est :
- A. +∞
- B. 0
- C. 5
- D. −∞
Réponse
D. −∞ — L’exposant 5 est impair : x⁵ tend vers −∞ en −∞.
La limite de 1/x quand x tend vers 0 par valeurs positives (0⁺) est :
- A. +∞
- B. −∞
- C. 0
- D. 1
Réponse
A. +∞ — Le dénominateur tend vers 0 en restant positif : « 1/0⁺ » donne +∞.
La limite de e⁻ˣ quand x tend vers +∞ est :
- A. +∞
- B. 1
- C. 0
- D. −∞
Réponse
C. 0 — On pose X = −x, qui tend vers −∞, et eˣ tend vers 0 en −∞ : par composition, la limite vaut 0.
Si f(x) tend vers 4 quand x tend vers +∞, la courbe de f admet :
- A. l’asymptote verticale x = 4
- B. l’asymptote horizontale y = 4
- C. l’asymptote horizontale y = 0
- D. aucune asymptote en +∞
Réponse
B. l’asymptote horizontale y = 4 — Une limite finie ℓ en +∞ donne l’asymptote horizontale d’équation y = ℓ, ici y = 4.
Si f(x) tend vers −∞ quand x tend vers 2, la courbe de f admet :
- A. l’asymptote horizontale y = 2
- B. l’asymptote horizontale y = −2
- C. l’asymptote verticale x = −2
- D. l’asymptote verticale x = 2
Réponse
D. l’asymptote verticale x = 2 — Une limite infinie quand x tend vers un réel a donne l’asymptote verticale x = a, ici x = 2.
L’expression « +∞ − ∞ » est :
- A. toujours égale à 0
- B. une forme indéterminée
- C. toujours égale à +∞
- D. toujours égale à −∞
Réponse
B. une forme indéterminée — C’est l’une des quatre formes indéterminées : le résultat dépend des fonctions, il faut transformer l’écriture.
La limite de eˣ/x quand x tend vers +∞ est :
- A. 0
- B. 1
- C. +∞
- D. −∞
Réponse
C. +∞ — Croissance comparée : l’exponentielle l’emporte sur x, donc eˣ/x tend vers +∞.
La limite de √x quand x tend vers +∞ est :
- A. +∞
- B. 0
- C. 1
- D. elle n’existe pas
Réponse
A. +∞ — La racine carrée est une limite de référence : √x tend vers +∞ en +∞.
La limite de eˣ quand x tend vers −∞ est :
- A. −∞
- B. +∞
- C. 1
- D. 0
Réponse
D. 0 — L’exponentielle tend vers 0 en −∞ : l’axe des abscisses est asymptote horizontale à sa courbe.
Si f(x) tend vers −∞ et g(x) vers 3 quand x tend vers +∞, le produit f(x)g(x) tend vers :
- A. −∞
- B. +∞
- C. 3
- D. on ne peut pas savoir
Réponse
A. −∞ — Produit d’une limite infinie par un réel non nul : règle des signes, (−∞) × 3 donne −∞.
La limite de x² quand x tend vers −∞ est :
- A. −∞
- B. 0
- C. 2
- D. +∞
Réponse
D. +∞ — L’exposant 2 est pair : x² tend vers +∞ en −∞.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
La limite de (3x − 1)/(x + 2) quand x tend vers +∞ est :
- A. +∞
- B. 3
- C. 0
- D. −1/2
Réponse
B. 3 — On factorise par x en haut et en bas : (3 − 1/x)/(1 + 2/x) tend vers 3.
La limite de −4x³ + x² quand x tend vers +∞ est :
- A. −∞
- B. −4
- C. +∞
- D. 0
Réponse
A. −∞ — On factorise par x³ : x³(−4 + 1/x), produit de +∞ par un nombre qui tend vers −4 : la limite est −∞.
La limite de (x + 2)/(x − 1) quand x tend vers 1 par valeurs supérieures est :
- A. 0
- B. +∞
- C. 3
- D. −∞
Réponse
B. +∞ — Le numérateur tend vers 3 et, pour x > 1, le dénominateur tend vers 0⁺ : « 3/0⁺ » donne +∞.
La limite de (x² + 1)/x³ quand x tend vers +∞ est :
- A. +∞
- B. 1
- C. −∞
- D. 0
Réponse
D. 0 — Quotient des termes de plus haut degré : x²/x³ = 1/x, qui tend vers 0.
La limite de √(3 + 1/x²) quand x tend vers +∞ est :
- A. √3
- B. 0
- C. 3
- D. +∞
Réponse
A. √3 — Composition : X = 3 + 1/x² tend vers 3, et √X tend vers √3.
La limite de e²ˣ + 6 quand x tend vers −∞ est :
- A. +∞
- B. 0
- C. 6
- D. −∞
Réponse
C. 6 — 2x tend vers −∞, donc e²ˣ tend vers 0 (composition) ; par somme, la limite vaut 6.
La limite de x·e⁻ˣ quand x tend vers +∞ est :
- A. −∞
- B. 1
- C. 0
- D. +∞
Réponse
C. 0 — x·e⁻ˣ = x/eˣ, inverse de eˣ/x qui tend vers +∞ : la limite vaut 0 (croissance comparée).
La limite de (x² − 4x)/x quand x tend vers 0 est :
- A. +∞
- B. elle n’existe pas
- C. 0
- D. −4
Réponse
D. −4 — Forme « 0/0 » : pour x ≠ 0, (x² − 4x)/x = x − 4, qui tend vers −4.
La limite de (5x² + 2)/(x² − 1) quand x tend vers +∞ est :
- A. +∞
- B. −2
- C. 5
- D. 1
Réponse
C. 5 — Quotient des termes de plus haut degré : 5x²/x² = 5.
La limite de (cos x)/x quand x tend vers +∞ est :
- A. 1
- B. 0
- C. +∞
- D. elle n’existe pas
Réponse
B. 0 — Gendarmes : pour x > 0, −1/x ≤ (cos x)/x ≤ 1/x, et les deux bornes tendent vers 0.
La limite de eˣ − x² quand x tend vers +∞ est :
- A. une forme indéterminée
- B. −∞
- C. 0
- D. +∞
Réponse
D. +∞ — On écrit eˣ(1 − x²/eˣ) ; x²/eˣ tend vers 0 (croissance comparée), donc la limite est +∞.
La limite de (2x + 1)/x² quand x tend vers −∞ est :
- A. +∞
- B. −∞
- C. 2
- D. 0
Réponse
D. 0 — Quotient des termes de plus haut degré : 2x/x² = 2/x, qui tend vers 0.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Laquelle de ces expressions est une forme indéterminée ?
- A. « ∞ + ∞ »
- B. « 3/∞ »
- C. « ∞ × ∞ »
- D. « 0 × ∞ »
Réponse
D. « 0 × ∞ » — « ∞ + ∞ » donne ∞, « 3/∞ » donne 0 et « ∞ × ∞ » donne ∞ ; seul « 0 × ∞ » est indéterminé.
On sait que f(x) ≤ g(x) pour tout x et que g(x) tend vers +∞ en +∞. Alors :
- A. f(x) tend vers +∞, car f est majorée par g
- B. f(x) tend vers −∞
- C. on ne peut rien conclure sur f
- D. f a une limite finie
Réponse
C. on ne peut rien conclure sur f — Être majorée par une fonction qui tend vers +∞ n’impose rien : sin x, −x ou x conviennent.
La limite de x³·e^(−x/2) quand x tend vers +∞ est :
- A. une forme indéterminée
- B. 0
- C. 4
- D. +∞
Réponse
B. 0 — Avec X = x/2 : x³·e^(−x/2) = 8X³e^(−X), et X³e^(−X) tend vers 0 en +∞ (croissance comparée) : la limite vaut 0.
Si f(x) tend vers 0 et g(x) vers +∞ en +∞, alors f(x)/g(x) tend vers :
- A. +∞
- B. 1
- C. une forme indéterminée
- D. 0
Réponse
D. 0 — « 0/∞ » n’est pas indéterminé : un réel divisé par une quantité qui tend vers l’infini tend vers 0.
La courbe d’une fonction peut-elle couper son asymptote horizontale ?
- A. oui, mais au plus une fois sur tout ℝ
- B. jamais, par définition
- C. oui, parfois une infinité de fois
- D. seulement si f est paire
Réponse
C. oui, parfois une infinité de fois — (sin x)/x tend vers 0 en +∞ et s’annule en chaque multiple non nul de π : sa courbe coupe l’axe des abscisses une infinité de fois.
La limite de e^(1/x) quand x tend vers 0 par valeurs négatives (0⁻) est :
- A. −∞
- B. 1
- C. 0
- D. +∞
Réponse
C. 0 — Quand x tend vers 0⁻, 1/x tend vers −∞, et eˣ tend vers 0 en −∞ : par composition, la limite vaut 0.
La limite de (eˣ − 4)/(3eˣ + 1) quand x tend vers +∞ est :
- A. 1/3
- B. −4
- C. 1
- D. 3
Réponse
A. 1/3 — On divise par eˣ : (1 − 4e⁻ˣ)/(3 + e⁻ˣ), qui tend vers 1/3.
La limite de √(x − 1) − √x quand x tend vers +∞ est :
- A. +∞
- B. 0
- C. −1
- D. −∞
Réponse
B. 0 — Quantité conjuguée : −1/(√(x − 1) + √x), dont le dénominateur tend vers +∞ : la limite vaut 0.
Si f(x) tend vers +∞ quand x tend vers a, alors 1/f(x) tend vers :
- A. 1
- B. une forme indéterminée
- C. 0
- D. +∞
Réponse
C. 0 — L’inverse d’une quantité qui tend vers l’infini tend vers 0 : « 1/∞ » donne 0.
Laquelle de ces affirmations est vraie ?
- A. si f(x) ≥ x pour tout x, f tend vers +∞
- B. si f est croissante, f tend vers +∞ en +∞
- C. si f est bornée, elle a une limite en +∞
- D. si f tend vers +∞ en +∞, f est croissante
Réponse
A. si f(x) ≥ x pour tout x, f tend vers +∞ — C’est le théorème de comparaison. Contre-exemples pour les autres : 2x + 3 sin x n’est pas croissante, −e⁻ˣ est croissante de limite 0, cos x est bornée sans limite.
Quand x tend vers +∞, sin x :
- A. tend vers 1
- B. tend vers −1
- C. n’a pas de limite
- D. tend vers 0, car il est borné par 1
Réponse
C. n’a pas de limite — sin x prend les valeurs 1 et −1 pour des x aussi grands que l’on veut : il n’a pas de limite en +∞.
La limite de x² − e^(x/2) quand x tend vers +∞ est :
- A. 0
- B. +∞
- C. −∞
- D. 1
Réponse
C. −∞ — Avec X = x/2 : x² − e^(x/2) = e^X(4X²/e^X − 1), et 4X²/e^X tend vers 0 : produit de +∞ par −1, la limite est −∞.
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