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Spécialité Mathématiques Terminale

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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
Un QCM sur les limites de fonctions en trois niveaux de douze questions : limites de référence et asymptotes, fonctions rationnelles et limites en un réel, composées, gendarmes, croissances comparées, contre-exemples et formes indéterminées piégeuses. Chaque réponse est expliquée.

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
  1. 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/+∞ »).

  2. 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 −∞.

  3. 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 +∞.

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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.

  8. 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 +∞.

  9. 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 +∞.

  10. 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.

  11. 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 −∞.

  12. 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
  1. 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.

  2. 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 −∞.

  3. 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 +∞.

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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).

  8. 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.

  9. 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.

  10. 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.

  11. 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 +∞.

  12. 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
  1. 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.

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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.

  8. 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.

  9. 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.

  10. 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.

  11. 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 +∞.

  12. 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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