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Comment utiliser les croissances comparées en ±\pm\infty ou en 00 ?

En appliquant limx0xalnxb=0\lim_{x\to 0} x^a|\ln x|^b=0, limx+xaebx=0\lim_{x\to+\infty} x^a e^{-bx}=0, etc.

L'objectif

Lever une indétermination faisant intervenir ln\ln, exp\exp et des puissances via les croissances comparées.

Le principe

Pour tous réels a>0a > 0 et b>0b > 0 : limx0+xalnxb=0\displaystyle \lim_{x\to 0^+} x^a |\ln x|^b = 0, limx+(lnx)bxa=0\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \dfrac{(\ln x)^b}{x^a} = 0, limx+xaebx=0\displaystyle \lim_{x\to +\infty} x^a e^{-bx} = 0, limxxaebx=0\displaystyle \lim_{x\to -\infty} |x|^a e^{bx} = 0. Version suites (avec nNn \in \mathbb{N}^*) : (lnn)bna0\dfrac{(\ln n)^b}{n^a} \to 0 et naebn0\dfrac{n^a}{e^{bn}} \to 0.

La méthode
  1. 1
    Je repère la forme indéterminée et les fonctions en compétition : puissance xax^a vs logarithme (lnx)b(\ln x)^b, ou puissance vs exponentielle.
    Voir
  2. 2
    Je réécris l'expression de façon à faire apparaître une des formes standards (xalnxbx^a|\ln x|^b, xaebxx^a e^{-bx}, etc.), en factorisant par le terme dominant si nécessaire.
  3. 3
    J'applique la croissance comparée adaptée et je conclus sur la limite.

Exemple corrigé

Difficulté croissante de 1 à 4

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