Les limites

Il faut dire que la notion de limite est une notion assez difficile à comprendre, donc si vous ne comprenez pas c'est normal !! il faut du temps et un certain temps pour adopter, familier ce genre de concept.

La limite a en rapport avec la notion l'ensemble de définition Df, voyons voir.
On va regarder sur un exemple.
Soit la fonction: f(x) = 1/x
Cette fonction est définie sur R* = R - {0} = ]-∞ , 0[U]0 , +∞[
Df = -∞__________0__________+∞
On voit donc qu' il y a un "trou" en zéro 0, bien sûr f ne peut pas prendre la valeur zéro, f(0) n'existe pas, mais que se passe -t-il si x est proche de 0 (à droite) ? par exp x = 0,00001 = 10-5 ??
on a f(0,00001) = f(10-5) = 105 c'est un nombre assez grand .... mais au lieu de prendre x = 10-5 on prend x = 10-90 , x très proche de 0 et f(10-90) = 1090 on a f(x) très grand
intuitivement plus x est proche de zéro 0 (à droite), plus f(x) est grand et au final si x vaut carrément 0 (en l'approchant à droite) , f(x) vaut plus infini +∞

Pour exprimer tout celà, on dit que la limite de f est +∞ quand x tend vers 0 à droite et on écrit

ou encore


Au lieu d'approcher 0 à droite, on l'approche à gauche càd prendre x = -0,00001 = -10-5 et on aura f(-0,00001) = f(-10-5) = -105 et finalement si x s'approche de zéro 0 (à gauche), alors f(x) devient -∞


ou encore

Les bornes

On voit que l'ensemble de définition de f, Df = ]-∞ , 0[U]0 , +∞[ possède 4 bornes, l'étude des limites c'est l'étude du comportement de f(x) quand x s'approche les bornes. de Df dans cet exemple on peut aussi checher la limite de f(x) quand x tend vers +∞ , on voit que plus x est grand , plus f(x) est petit ...càd f(x) tend vers 0 quand x tend vers +∞

On peut même préciser que f(x) tend vers 0 en approchant du côté positif càd au dessus de l'axe x
De même on a

ici aussi on peut préciser que f(x) tend vers 0 en approchant du côté négatif càd en dessous de l'axe x

Résumons

  1. Où cherche t-on les limites de f(x) ? en générale on cherche aux bornes de l'ensemble de définition Df c'est les cas les plus intéressants mais on peut la chercher n'importe où
  2. Parfois on n'a pas besoin de préciser à droite ou à gauche si le résultat est pareil

Définition de limite

La définition rigoureuse de la limite est compliquée, mais assurez vous on utilise rarement la définition , en générale on utilise les règles de culculs sur les limites, les théorèmes ... etc ... pour s'en sortir

On dit que la limite de f(x) est l quand x tend vers a et on écrit

si
∀ε>0 ∃µ>0 tel que |x-a|<µ ⇒ |f(x)-l|<ε

REMARQUE
1. µ dépend de ε , si on change ε , µ change
2. ε est donné, on se donne un ε comme on veut pourvu qu'il soit strictement positif ε>0
3. une fois le ε est donné on a automatiquement un µ, parfois on ne sait pas ce qu'il vaut, mais on sait qu'il est là, qu'il existe.
4. comme on a le doit de choisir le ε on prend donc un truc très petit du genre ε = 10-90 et on voit que
|f(x)-l|<ε signifie que f(x) vaut prèsque l , f(x) ≈ l quanf x est proche de a (|x-a|<µ)
5. dans la défitition de limite, il faut connaitre l

Bref tout celà signifie, f(x) est au voisinage de l (ou autour de l) dèsque x est au voisinage de a.

Exemple: f(x) = 2x+5, on a

On va montrer cela à partir de la définition, la statégie c'est qu'on va raisonner à l'envers !!

|f(x)-9|<ε
|2x+5-9|<ε
|2x-4|<ε
2|x-2|<ε
|x-2|<ε/2

On voit que notre µ vaut ε/2 donc il suffit de prendre µ=ε/2 (ε est donné) et imposer
|x-2|<µ puis remonte les calculs et on trouve |f(x)-9|<ε
Donc dèsque x est proche de 2, on a f(x) est proche de 9, c'est bien la définition de limite

Voici les autres définitions des limites

ça signifie
∀ε>0 ∃µ>0 tel que |x-a|<µ ⇒ f(x) > ε


ça signifie
∀ε>0 ∃µ>0 tel que |x-a|<µ ⇒ f(x) < -ε


ça signifie
∀ε>0 ∃µ>0 tel que x > µ ⇒ |f(x)-l|<ε


ça signifie
∀ε>0 ∃µ>0 tel que x < -µ ⇒ |f(x)-l|<ε

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DMJ: 19/07/2018











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