On constate que cette limite est une forme indéterminée du type 00. La fonction présente au numérateur x⟼1−x est dérivable, et donc continue, sur R.Donc, on a : (1−x)′=−1 Puis, la fonction qui est présente au dénominateur x⟼arccos(x) est dérivable, et donc continue, sur l'intervalle ]−1;1[. On a alors : (arccos(x))′=−1−x21⟹(arccos(x))x=1′∈/R Nous pouvons donc écrire (puisque lorsque x⟼1 cela signifie que x=1) que : x⟶1lim(arccos(x))′(1−x)′=x⟶1lim−1−x21−1=x⟶1lim1−x2 On remarque que la fonction x⟼1−x2 est définie sur l'intervalle [−1;1]. Donc, dans le calcul de notre limite, x tend vers 1−, donc par valeur inférieure à 1. Donc, posons x=1−ε, avec ε>0 et ε⟶0. Donc, on obtient : x⟶1lim1−x2=ε⟶0lim1−(1−ε)2=ε⟶0lim1−(1−2ε+ε2)=ε⟶0lim1−1+2ε−ε2 Ce qui nous donne : x⟶1lim1−x2=ε⟶0lim2ε−ε2=ε⟶0limε(2−ε)=0 Ce qui nous permet d'écrire que : x⟶1lim(arccos(x))′(1−x)′=0 De fait, on obtient : x⟶1lim(arccos(x))′(1−x)′=0⟹x⟶1limarccos(x)1−x=0 Finalement : x⟶1limarccos(x)1−x=0 Graphiquement, cela se vérifie :
Question 2
x⟶0limx2(x+5)cos(2x)−1
Correction
On a une limite qui se présente sous la forme d'une forme indéterminée du type 00. La fonction présente au numérateur x⟼cos(2x)−1 est dérivable, donc continue, sur R. Et on a : (cos(2x)−1)′=−2sin(2x)⟹(cos(2x)−1)x=0′=−2sin(2×0)=−2×0=0 Puis, la fonction présente au dénominateur x⟼x2(x+5)=x3+5x2 est dérivable, donc continue, sur R. Et on a : (x2(x+5))′=3x2+10x⟹(x2(x+5))x=0′=3×02+10×0=0 Ainsi, la limite x⟶0lim(x2(x+5))′(cos(2x)−1)′ se présente sous la forme d'une forme indéterminée du type 00. On va donc réitérer la procédure. La fonction présente au numérateur x⟼cos(2x)−1 est deux fois dérivable, donc continue, sur R. Et on a : (cos(2x)−1)′′=(−2sin(2x))′=−4cos(2x)⟹(cos(2x)−1)x=0′′=−4cos(2×0)=−4×1=−4 Puis, la fonction présente au dénominateur x⟼x2(x+5)=x3+5x2 est deux fois dérivable, donc continue, sur R. Et on a : (x2(x+5))′′=(3x2+10x)′=6x+10⟹(x2(x+5))x=0′′=6×0+10=10 On en déduit donc que : x⟶0lim(x2(x+5))′′(cos(2x)−1)′′=10−4=−52 Ainsi : x⟶0lim(x2(x+5))′′(cos(2x)−1)′′=−52⟹x⟶0lim(x2(x+5))′(cos(2x)−1)′=−52⟹x⟶0limx2(x+5)cos(2x)−1=−52 Finalement : x⟶0limx2(x+5)cos(2x)−1=−52
Question 3
x⟶0limsin(3x)arctan(2x)
Correction
On a à faire à une forme indéterminée du type 00. La fonction du numérateur x⟼arctan(2x) est dérivable sur R, donc y est continue également. De plus : (arctan(2x))′=1+4x22⟹(arctan(2x))x=0′=1+4×022=2 Puis, la fonction du dénominateur x⟼sin(3x) est dérivable sur R, donc y est continue également. De plus : (sin(3x))′=3cos(x)⟹(sin(3x))x=0′=3cos(0)=3×1=3 Ceci nous permet d'écrire que : x⟶0lim(sin(3x))′(arctan(2x))′=32 Donc : x⟶0lim(sin(3x))′(arctan(2x))′=32⟹x⟶0limsin(3x)arctan(2x)=32 Finalement : x⟶0limsin(3x)arctan(2x)=32
Question 4
x⟶0limx(x−2)tan(3x)1−cos(5x)
Correction
On note I=[−101;101]. On constate que 0∈I. La limite étudiée est une forme indéterminée du type 00. La fonction x⟼1−cos(5x) est dérivable, donc continue, sur I. On a alors : (1−cos(5x))′=5sin(5x)⟹(1−cos(5x))x=0′=5sin(5×0)=5×0=0 Puis, la fonction x⟼x(x−2)tan(3x) est dérivable, donc continue, sur I. On a alors : (x(x−2)tan(3x))′=2(x−1)tan(3x)+cos2(3x)3x(x−2)⟹(x(x−2)tan(3x))x=0′=0 De fait, la limite x⟶0lim(x(x−2)tan(3x))′(1−cos(5x))′ est également une forme indéterminée du type 00. On va reconduire la procédure. La fonction x⟼1−cos(5x) est deux fois dérivable, donc continue, sur I. On a alors : (1−cos(5x))′′=(5sin(5x))′=−25cos(5x)⟹(1−cos(5x))x=0′′=−25cos(5×0)=−25×1=−25 Puis, la fonction x⟼x(x−2)tan(3x) est deux fois dérivable, donc continue, sur I. On a alors : (x(x−2)tan(3x))′′=(2(x−1)tan(3x)+cos2(3x)3x(x−2))′ Ce qui nous donne : (x(x−2)tan(3x))′′=2tan(3x)+cos2(3x)18x(x−2)tan(3x)+cos2(3x)12(x−1) Ce qui nous permet d'écrire : (x(x−2)tan(3x))x=0′′=2tan(3×0)+cos2(3×0)18×0(0−2)tan(3×0)+cos2(3×0)12(0−1)=−12 Donc, on obtient : x⟶0lim(x(x−2)tan(3x))′′(1−cos(5x))′′=−1225=−1225 Dès lors : x⟶0lim(x(x−2)tan(3x))′′(1−cos(5x))′′=−1225⟹x⟶0lim(x(x−2)tan(3x))′(1−cos(5x))′=−1225 Puis : x⟶0lim(x(x−2)tan(3x))′(1−cos(5x))′=−1225⟹x⟶0limx(x−2)tan(3x)1−cos(5x)=−1225 Finalement : x⟶0limx(x−2)tan(3x)1−cos(5x)=−1225 En effet, graphiquement, on a :