On constate que cette limite se présente sous la forme d'une forme indéterminée du type
00.
Puis, sur l'intervalle
[−1;1] la fonction se trouvant au numérateur
x⟼x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x) est dérivable, donc continue, et comme
0∈[−1;1] on a :
(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′=cos2(x)1−xsin(x)−1Ce qui implique que :
(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))x=0′=0Puis, sur l'intervalle
[−1;1], la fonction se trouvant au dénominateur
x⟼x2sin(x)+tan(x)−x est dérivable, donc continue, et comme
0∈[−1;1] on a :
(x2sin(x)+tan(x)−x)′=2xsin(x)+x2cos(x)+cos2(x)1−1Ce qui implique que :
(x2sin(x)+tan(x)−x)x=0′=0Et on constate alors que la limite
x⟶0lim(x2sin(x)+tan(x)−x)′(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′ est également une forme indéterminée du type
00. On va donc réitérer la procédure.
Sur l'intervalle
[−1;1] la fonction se trouvant au numérateur
x⟼x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x) est deux fois dérivable, donc continue, et comme
0∈[−1;1] on a :
(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′′=2cos3(x)sin(x)−sin(x)−xcos(x)Ce qui implique que :
(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))x=0′′=2cos3(0)sin(0)−sin(0)−0cos(0)=0Puis, sur l'intervalle
[−1;1], la fonction se trouvant au dénominateur
x⟼x2sin(x)+tan(x)−x est deux fois dérivable, donc continue, et comme
0∈[−1;1] on a :
(x2sin(x)+tan(x)−x)′′=2sin(x)+4xcos(x)+2cos3(x)sin(x)−x2sin(x)Ce qui implique que :
(x2sin(x)+tan(x)−x)x=0′′=0Et on constate alors que la limite
x⟶0lim(x2sin(x)+tan(x)−x)′′(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′′ est à nouveau une forme indéterminée du type
00. On va donc réitérer une nouvelle fois la procédure.
Sur l'intervalle
[−1;1] la fonction se trouvant au numérateur
x⟼x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x) est trois fois dérivable, donc continue, et comme
0∈[−1;1] on a :
(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′′′=4cos4(x)sin2(x)+xsin(x)+cos4(x)2−2cos(x)Ce qui implique que :
(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))x=0′′′=4cos4(0)sin2(0)+0sin(0)+cos4(0)2−2cos(0)=2−2=0Puis, sur l'intervalle
[−1;1], la fonction se trouvant au dénominateur
x⟼x2sin(x)+tan(x)−x est deux fois dérivable, donc continue, et comme
0∈[−1;1] on a :
(x2sin(x)+tan(x)−x)′′′=cos4(x)2−6xsin(x)+4cos4(x)sin2(x)−x2cos(x)+6cos(x)Ce qui implique que :
(x2sin(x)+tan(x)−x)x=0′′′=cos4(0)2−6×0sin(0)+4cos4(0)sin2(0)−02cos(0)+6cos(0)=2+6=8=0Et on constate alors que la limite
x⟶0lim(x2sin(x)+tan(x)−x)′′′(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′′′ existe bien. Et on a :
x⟶0lim(x2sin(x)+tan(x)−x)′′′(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′′′=80=0 On en déduit alors que :
x⟶0lim(x2sin(x)+tan(x)−x)′′′(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′′′=0⟹x⟶0lim(x2sin(x)+tan(x)−x)′′(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′′=0Puis :
x⟶0lim(x2sin(x)+tan(x)−x)′′(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′′=0⟹x⟶0lim(x2sin(x)+tan(x)−x)′(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′=0Et donc :
x⟶0lim(x2sin(x)+tan(x)−x)′(x(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x))′=0⟹x⟶0limx2sin(x)+tan(x)−xx(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x)=0Finalement :
x⟶0limx2sin(x)+tan(x)−xx(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x)=0Dans ce cas précis, pour la fonction
F:x⟼F(x)=x2sin(x)+tan(x)−xx(cos(x)−1)+tan(x)−sin(x) un prolongement par continuité est possible à l'origine en imposant la condition
F(x=0)=0. Graphiquement, sur l'intervalle
[−1;1], on vérifie ceci avec la représentation graphique de
F :