Croissance comparée du logarithme et des puissances

À propos de cette leçon

Terminale, spécialité › Fonction logarithme

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Croissance comparée du logarithme et des puissances

Fonction logarithme. ln, logarithme népérien, équation avec ln, croissance comparée

Échauffement

Trois questions rapides sur des leçons déjà vues.

Découvrir

Pour x=1 000 000x = 1\,000\,000, ln⁡x≈13,8\ln x \approx 13{,}8. Que devient ln⁡xx\dfrac{\ln x}{x} en +∞+\infty ?

  1. Il tend vers 0
  2. Il tend vers +∞+\infty

L'idée clé

En +∞+\infty, toute puissance de xx l'emporte sur ln⁡x\ln x.

Pour tout entier n≥1n \geq 1 : lim⁡x→+∞ln⁡xxn=0\displaystyle\lim_{x \to +\infty} \dfrac{\ln x}{x^n} = 0 et lim⁡x→0xnln⁡x=0\displaystyle\lim_{x \to 0} x^n\ln x = 0 (pour x>0x > 0).

Exemple corrigé

Trouve la limite de f(x)=x−ln⁡xf(x) = x - \ln x en +∞+\infty.

f(x)=x(1−ln⁡xx)f(x) = x\left(1 - \dfrac{\ln x}{x}\right)
∞ − ∞ : on factorise par x.
La parenthèse tend vers 11
Croissance comparée.
lim⁡x→+∞f(x)=+∞\displaystyle\lim_{x \to +\infty} f(x) = +\infty
+∞ × 1.

À toi, guidé

À toi : limite de xln⁡xx\ln x quand xx tend vers 0 par valeurs positives.

La limite est 00
Croissance comparée, avec n = 1.

Entraînement ★

  1. Quelle est la limite de 8+ln⁡xx28 + \dfrac{\ln x}{x^{ 2 }} en +∞+\infty ?
  2. Quelle est la limite de 9+ln⁡xx39 + \dfrac{\ln x}{x^{ 3 }} en +∞+\infty ?
  3. Quelle est la limite de 8+ln⁡xx18 + \dfrac{\ln x}{x^{ 1 }} en +∞+\infty ?

Attention !

Entraînement ★★

  1. Quelle est la limite de x3−ln⁡xx^{ 3 } - \ln x en +∞+\infty ?
    1. +∞+\infty
    2. 00
    3. −∞-\infty
  2. Quelle est la limite de x4−ln⁡xx^{ 4 } - \ln x en +∞+\infty ?
    1. +∞+\infty
    2. 00
    3. −∞-\infty
  1. Problème final. On étudie f(x)=x−6ln⁡xf(x) = x - 6\ln x sur ]0;+∞[]0 ; +\infty[.
  1. Quelle est la limite de 3−ln⁡xx3 - \dfrac{\ln x}{x} en +∞+\infty ?
  1. Quelle est la limite de xln⁡xx\ln x en 0, par valeurs positives ?
    1. 0
    2. −∞-\infty
    3. +∞+\infty

Bilan

Trois questions pour vérifier que c'est acquis.

  1. Quelle est la limite de 8+ln⁡xx28 + \dfrac{\ln x}{x^{ 2 }} en +∞+\infty ?
  2. Quelle est la limite de 9+ln⁡xx39 + \dfrac{\ln x}{x^{ 3 }} en +∞+\infty ?
  3. Quelle est la limite de 8+ln⁡xx18 + \dfrac{\ln x}{x^{ 1 }} en +∞+\infty ?

Fiche résumé

Croissance comparée

  • ln⁡xxn→0\dfrac{\ln x}{x^n} \to 0 en +∞+\infty.
  • xnln⁡x→0x^n\ln x \to 0 en 0.

Attention : en cas de forme indéterminée, c'est la puissance de xx qui gagne sur ln⁡x\ln x.

Fin de la leçon

CC BY-SA 4.0