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Université Claude Bernard, Lyon 1
43, boulevard du 11 novembre 1918
69622 Villeurbanne cedex, France
Licence Sciences & Technologies
Spécialité : Mathématiques
Analyse 1- Automne 2014
Série d’exercices no 3
Limites et fonctions usuelles
1. Calculez les limites suivantes :
(a) limx→∞ 2x+5
3x−4
(f) limx→∞
√
x2 + 2x + 5 − x
√
(g) limx→−∞ x2 + 2x + 5 − x
√
(h) limx→∞ ( x2 + x + 1 − (x + 1))
√
√
(i) limx→∞ x + 5 − x − 3
�
√
√
(j) limx→∞ x + x − x
2
−4
(b) limx→2 xx−2
3
(c) limx→1 xx2 −1
−1
1
1
(d) limx→1 ( 1−x
− 1−x
2)
1
(e) limx→0 √1+x−1
2. Fonctions circulaires
(a) Quelle est la limite en 0 de sinx x ?
(b) La fonction f (x) = sin(1/x) admet elle une limite en 0 ?
(c) Calculez limx→0 x sin(1/x).
(d) Calculez les limites suivantes :
√
i. limx→0 sin(2x)
x
v. limx→1/2 cos(πx)
1−2x
ii. limx→0 sin(2x)
sin(3x)
vi. limx→1/2 (2x2 + x − 1) tan(πx)
vii. limx→0 ln(sin(3x))
ln(sin(2x))
iii. limx→0 tanx x
2
iv. limx→0 x sin(1/x)
sin x
viii. limx→0 cosxx−1
2
3. Exponentielle et logarithme
(a) Rechercher dans R les solutions de 2 ln( x+3
) = ln x + ln 3.
2
(b) Résoudre dans R2 le système suivant x + y = 55 et ln x + ln y = ln 700
(c) limx→∞ ln(x) − x.
√
(d) limx→∞ ln2 (x) − x.
(e) limx→∞ ln(x+1)
.
ln x
√
3
(f) limx→0 x ln (x).
(g) limx→∞ exp x − x.
1
4. Montrez les équivalents suivant :
(a) ln(1 + x) �0 (ex − 1)
(c)
x
(b) 1−cos
� 0 x2
2
√
x3 +4x2
�0 |x|
x+2
(d) E(x) �∞ x
5. (a) Soit f une fonction telle que ∀n ∈ N, f (x) < 1/n. Montrez que limx→∞ f (x) = 0.
(b) Soit f une fonction périodique qui admet une limite en +∞. Que peut on dire de f ?
6. Les fonctions suivantes sont elles continues ?
(a) f (x) = xE(1/x) et f (0) = 1.
(b) f (x) = x2 si 0 ≤ x < 1, f (x) = 2x − 1 si 1 ≤ x ≤ 2.
(c) f (x) = x +
√
x2
et f (0) = 1.
x
7. On considère les fonctions fn (x) = xn sin(1/x).
(a) Pour quel n a t-on fn continue en 0 ?
(b) Pour quel n a t-on fn dérivable en 0 ?
(c) Pour quel n a t-on fn C 1 en O ?
8. Soit f une fonction continue sur [0, 1] et telle que 0 ≤ f (x) ≤ 1 pour tout x ∈ [0, 1].
Montrez qu’il existe x0 ∈ [0, 1] tel que f (x0 ) = x0 .
2
Exercice 9
1) Donner un équivalent simple de ch x quand x tend vers +∞.
2) Vérifier que x ∼ x + 1 mais que ex #∼ ex+1 quand x tend vers +∞.
ln x
3 2
3) Donner un équivalent raisonnablement simple de e(x+ x + x ) quand x tend vers +∞.
√
√
h
4) Montrer que 3 1 + h − 1 ∼ quand h tend vers 0. En déduire un équivalent simple de 3 x3 + x − x quand
3
x tend vers +∞.
Exercice 10
Quel est le domaine de définition de la tangente hyperbolique ? Rappeler la forme de son graphe. Résoudre
1
les équations suivantes, d’inconnue réelle x : th x = 4 puis th x = .
2
Exercice 11
Montrer que pour tous u et x réels :
!
x = sh u ⇐⇒ u = ln(x + x2 + 1).
Exercice 12
Donner un exemple d’angle ϕ pour lequel Arcsin(sin(ϕ)) #= ϕ.
Exercice 13
On s’intéresse aux deux fonctions à valeurs réelles :
f : x (→ cos(Arccos(x)) et g : ϕ Arccos(cos(ϕ)).
Préciser leurs ensembles de définitions respectifs Df et Dg , puis les ensembles image f (Df ) et g(Dg ). Les
applications f et g sont-elles injectives ?
Exercice 14
#
"π
π
− ϕ , montrer que pour tout x ∈ [−1, 1], Arccos x + Arcsin x = .
En utilisant la relation sin ϕ = cos
2
2
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