
Thème 1. Limite d’une fonction en un point
Donner la définition formel (δ,ǫ) de
lim
x→af (x) =l
et l’expliquer. Esquisse d’un calcul de limite qui utilise cette définition. Présentation d’un exemple
de fonction possédant une limite réelle en un point et d’un exemple de fonction qui n’en possède
pas. Propriétés des limites.
1 Définition
Il s’agit de définir la notion de la limite ldes valeurs d’une fonction quand xtend vers un nombre donné a.
Définition La fonction fapproche la limite l près de asignifie : pour tout ǫ > 0, il existe un δ > 0 tel que, pour
tout x, si |x−a|< δ, alors |f (x) −l|< ǫ.
Le nombre lapproché par fprès de as’écrit :
l:=lim
x→af (x)
Explication Cette définition dit que, si cette limite existe, alors quelle que soit la valeur choisie pour ǫ, aussi petite
qu’elle soit, il est possible de trouver une valeur pour δ, telle que
si xappartient à l’intervalle ]a −δ;a+δ[, alors f (x) appartient à l’intervalle ]l −ǫ;l+ǫ[.
En choisissons un nombre ǫ, on déter-
mine un intervalle ]l−ǫ;l+ǫ[ sur l’axe
(0y). En cherchant les pré-images de
l−ǫet l+ǫ(suivre les lignes en trai-
tillés), on trouve les extrémités d’un
intervalle Itel que si x∈I, alors
f (x) ∈]l −ǫàl+ǫ[. L’intervalle
]a −δ;a+δ[ sera choisi de telle ma-
nière qu’il soit inclus dans I.
Exemple Montrons, par exemple, que la lim
x→23x−1=3·2−1=5, ou,
de manière plus général : lim
x→xo
mx +b=mxo+b. On choisit ǫtel que
(mxo+b) −ǫ < m ·x+b < (mxo+b) +ǫ
-
-f (x)
mxo+b
(mxo+b) −ǫ
(mxo+b) +ǫ
ou plus succinctement, |mx +b−(mxo+b)|< ǫ. Après simplification,
|m(x −xo)|< ǫ
|m||x−xo|< ǫ
|x−xo|<ǫ
|m|=δpour tout x6= xo|
] [
x
xo
xo−δ xo+δ
Exemple de fonction sans limite en un point La fonction f (x) =1
xn’a pas de limite en 0, c’est-à-dire
lim
x→0
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xn’existe pas.
En effet, il n’existe pas de nombre ltel que pour tout intervalle Jautour de l, il existe un intervalle Iautour
de 0, tel que si x∈I, alors f (x) ∈J, car proche de 0, f (x) peut prendre des valeurs arbitrairement grandes,
donc des valeurs en-dehors de l’intervalle J.
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