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Fonction logarithme népérien
Les limites avec la fonction
x
↦
ln
(
u
(
x
)
)
x\mapsto \ln \left(u\left(x\right)\right)
x
↦
ln
(
u
(
x
)
)
- Exercice 1
15 min
30
Question 1
Déterminer les limites suivantes :
lim
x
→
+
∞
ln
(
2
x
+
1
)
\lim\limits_{x\to +\infty } \ln \left(2x+1\right)
x
→
+
∞
lim
ln
(
2
x
+
1
)
Correction
Ici, il s'agit d'une limite par composition.
On commence par calculer
lim
x
→
+
∞
2
x
+
1
=
+
∞
\lim\limits_{x\to +\infty } 2x+1=\red{+\infty}
x
→
+
∞
lim
2
x
+
1
=
+
∞
.
On pose
X
=
2
x
+
1
X=2x+1
X
=
2
x
+
1
.
Ainsi :
lim
X
→
+
∞
ln
(
X
)
=
+
∞
\lim\limits_{X\to \red{+\infty} } \ln \left(X\right) =\purple{+\infty}
X
→
+
∞
lim
ln
(
X
)
=
+
∞
.
Par composition :
lim
x
→
+
∞
ln
(
2
x
+
1
)
=
+
∞
\lim\limits_{x\to +\infty } \ln \left(2x+1\right) =\purple{+\infty}
x
→
+
∞
lim
ln
(
2
x
+
1
)
=
+
∞
Question 2
lim
x
→
−
∞
ln
(
−
5
x
)
\lim\limits_{x\to -\infty } \ln \left(-5x\right)
x
→
−
∞
lim
ln
(
−
5
x
)
Correction
Ici, il s'agit d'une limite par composition.
On commence par calculer
lim
x
→
−
∞
−
5
x
=
+
∞
\lim\limits_{x\to -\infty } -5x=\red{+\infty}
x
→
−
∞
lim
−
5
x
=
+
∞
.
On pose
X
=
−
5
x
X=-5x
X
=
−
5
x
.
Ainsi :
lim
X
→
−
∞
ln
(
X
)
=
+
∞
\lim\limits_{X\to \red{-\infty} } \ln \left(X\right) =\purple{+\infty}
X
→
−
∞
lim
ln
(
X
)
=
+
∞
.
Par composition :
lim
x
→
−
∞
ln
(
−
5
x
)
=
+
∞
\lim\limits_{x\to -\infty } \ln \left(-5x\right) =\purple{+\infty}
x
→
−
∞
lim
ln
(
−
5
x
)
=
+
∞
Question 3
lim
x
→
+
∞
ln
(
2
x
)
\lim\limits_{x\to +\infty } \ln \left(\frac{2}{x}\right)
x
→
+
∞
lim
ln
(
x
2
)
Correction
Ici, il s'agit d'une limite par composition.
On commence par calculer
lim
x
→
+
∞
2
x
=
0
\lim\limits_{x\to +\infty } \frac{2}{x}=\red{0}
x
→
+
∞
lim
x
2
=
0
.
On pose
X
=
2
x
X=\frac{2}{x}
X
=
x
2
.
Ainsi :
lim
X
→
0
ln
(
X
)
=
−
∞
\lim\limits_{X\to \red{0} } \ln \left(X\right) =\purple{-\infty}
X
→
0
lim
ln
(
X
)
=
−
∞
.
Par composition :
lim
x
→
+
∞
ln
(
2
x
)
=
−
∞
\lim\limits_{x\to +\infty } \ln \left(\frac{2}{x}\right) =\purple{-\infty}
x
→
+
∞
lim
ln
(
x
2
)
=
−
∞
Question 4
lim
x
→
1
+
ln
(
2
x
−
2
)
\lim\limits_{x\to 1^{+}} \ln \left(2x-2\right)
x
→
1
+
lim
ln
(
2
x
−
2
)
Correction
Ici, il s'agit d'une limite par composition.
On commence par calculer
lim
x
→
1
+
2
x
−
2
=
0
+
\lim\limits_{x\to 1^{+}} 2x-2=0^{+}
x
→
1
+
lim
2
x
−
2
=
0
+
. Le tableau de signe ci-dessous nous explique pourquoi
lim
x
→
1
+
2
x
−
2
=
0
+
\lim\limits_{x\to 1^{+}} 2x-2=\red{0^{+}}
x
→
1
+
lim
2
x
−
2
=
0
+
On pose
X
=
2
x
−
2
X=2x-2
X
=
2
x
−
2
.
Ainsi :
lim
X
→
0
+
ln
(
X
)
=
−
∞
\lim\limits_{X\to \red{0^{+}} } \ln \left(X\right) =\purple{-\infty}
X
→
0
+
lim
ln
(
X
)
=
−
∞
.
Par composition :
lim
x
→
1
+
ln
(
2
x
−
2
)
=
−
∞
\lim\limits_{x\to 1^{+}} \ln \left(2x-2\right) =\purple{-\infty}
x
→
1
+
lim
ln
(
2
x
−
2
)
=
−
∞
Question 5
lim
x
→
0
+
ln
(
1
x
+
1
)
\lim\limits_{x\to 0^{+}} \ln \left(\frac{1}{x}+1\right)
x
→
0
+
lim
ln
(
x
1
+
1
)
Correction
Ici, il s'agit d'une limite par composition.
1
°
)
C
a
l
c
u
l
o
n
s
d
a
n
s
u
n
p
r
e
m
i
e
r
t
e
m
p
s
l
a
l
i
m
i
t
e
d
e
1
x
+
1
‾
\underline{\color{black}1°)\;Calculons\;dans\;un\;premier\;temps\;la\;limite\;de\;\frac{1}{x}+1}
1°
)
C
a
l
c
u
l
o
n
s
d
an
s
u
n
p
re
mi
er
t
e
m
p
s
l
a
l
imi
t
e
d
e
x
1
+
1
lim
x
→
0
+
1
x
=
+
∞
lim
x
→
0
+
1
=
1
}
\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{x\to 0^+ }\frac{1}{x}} & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{x\to 0^+ } 1} & {=} & {1 } \end{array}\right\}
x
→
0
+
lim
x
1
x
→
0
+
lim
1
=
=
+
∞
1
}
par somme
\text{\red{par somme}}
par somme
lim
x
→
0
+
1
x
+
1
=
+
∞
\mathop{\lim }\limits_{x\to 0^+ }\frac{1}{x}+1={\color{red}+\infty}
x
→
0
+
lim
x
1
+
1
=
+
∞
On pose
X
=
1
x
+
1
X=\frac{1}{x}+1
X
=
x
1
+
1
.
Ainsi :
lim
X
→
+
∞
ln
(
X
)
=
+
∞
\lim\limits_{X\to \red{+\infty} } \ln \left(X\right) =\purple{+\infty}
X
→
+
∞
lim
ln
(
X
)
=
+
∞
.
Par composition :
lim
x
→
0
+
ln
(
1
x
+
1
)
=
+
∞
\lim\limits_{x\to 0^+} \ln \left(\frac{1}{x}+1\right) =\purple{+\infty}
x
→
0
+
lim
ln
(
x
1
+
1
)
=
+
∞