mathématiques approfondies (ECG 1re année) · Chapitre 5 · Exercice
Une forme indéterminée
Fonctions réelles d'une variable réelle · Limites et continuité · niveau 2
Énoncé
Déterminer , en passant par le logarithme et en reconnaissant un taux d'accroissement.
Corrigé
On ramène la puissance à une exponentielle. Pour et , la quantité est bien définie et strictement positive, et
L'exposant est un taux d'accroissement. On écrit et :
C'est exactement le taux d'accroissement de la fonction entre le point et le point . Or est dérivable en , de dérivée . Quand , le point tend vers , donc ce taux tend vers .
On compose par l'exponentielle, qui est continue en :
Le point délicat. On n'a le droit ni d'écrire « puissance l'infini vaut », ni de faire tendre séparément la base et l'exposant : la forme est indéterminée. C'est le passage au logarithme qui la lève, en transformant un produit d'effets contraires en un quotient qu'on sait reconnaître.
Le point à retenir. Toute forme indéterminée se traite en écrivant : on ne raisonne jamais sur la base et l'exposant séparément. Et un quotient dont le numérateur s'annule au même point que le dénominateur est presque toujours un taux d'accroissement déguisé.