Asymptotes et branches infinies

Asymptote oblique

Asymptotes et branches infinies

Dans cet article on va expliquer tout ce qui concerne les asymptotes et branches infinies des courbes d’une fonction numérique.

Soit $$f$$ une fonction numérique et $$C_f$$ la courbe représentative, a et m deux réels.

1- Asymptote Horizontale :

On dit que $$C_f$$ admet une asymptote horizontale d’équation $$y=m$$ au voisinage de $$\pm\infty$$ si et seulement si $$\lim_{x\to\pm\infty} f(x)=m$$.

Exemple : Soit la fonction : $$f(x)=\frac{2x}{x+3}$$, on a $$\lim_{x\to +\infty} f(x)=2$$ donc $$C_f$$ admet une asymptote horizontale d’équation $$y=2$$ au voisinage de $$+\infty$$.

Courbe de f :

asymptote horizontale
Courbe de $$f(x)=\frac{2x}{x+3}$$

2- Asymptote Verticale :

On dit que $$C_f$$ admet une asymptote verticale d’équation $$x=a$$ au voisinage de $$\pm\infty$$ si et seulement si $$\lim_{x\to a} f(x)=\pm\infty$$.

Exemple : soit la fonction $$f(x)=\frac{1}{(x-3)^2}$$, on a $$\lim_{x\to 3} f(x)=+\infty$$ donc $$C_f$$ admet une asymptote verticale d’équation $$x=3$$ au voisinage de $$+\infty$$.

Courbe de f :

Asymptotes et branches infinies - asymptote verticale
Courbe de $$f(x)=\frac{1}{(x-3)^2}$$

3- Asymptotes obliques et branches infinies :

Dans le cas ou $$\lim_{x\to \pm\infty} f(x)=\pm\infty$$ on calcule $$\lim_{x\to \pm\infty} \frac{f(x)}{x}$$ :

  • Si $$\lim_{x\to \pm\infty} \frac{f(x)}{x}=0$$ alors la courbe $$C_f$$ admet une branche parabolique de direction l’axe des abscisses $$(Ox)$$ en $$\pm\infty$$

Exemple : Soit la fonction $$f(x)=\sqrt{x}$$, on a $$\lim_{x\to +\infty} f(x)=+\infty$$ et $$\lim_{x\to \pm\infty} \frac{f(x)}{x}=0$$, donc $$C_f$$ admet une branche parabolique de direction l’axe des abscisses $$(Ox)$$ en $$+\infty$$.

Courbe de f :

Asymptotes et branches infinies - branche parabolique de direction l'axe des abscisses
Courbe de $$f(x)=\sqrt{x}$$
  • Si $$\lim_{x\to \pm\infty} \frac{f(x)}{x}=\pm$$ alors la courbe $$C_f$$ admet une branche parabolique de direction l’axe $$(Oy)$$ en $$\pm\infty$$.

Exemple : Soit la fonction $$f(x)=x^2$$, on a $$\lim_{x\to +\infty} f(x)=+\infty$$ et $$\lim_{x\to \pm\infty} \frac{f(x)}{x}=+\infty$$, donc $$C_f$$ admet une branche parabolique de direction l’axe des ordonnées $$(Oy)$$ en $$+\infty$$.

La courbe $$C_f$$ :

Asymptotes et branches infinies
Courbe de $$f(x)=x^2$$
  • Si $$\lim_{x\to \pm\infty} \frac{f(x)}{x}=a$$ et $$a\neq 0$$ on calcule $$\lim_{x\to \pm\infty} f(x)-ax$$ :
    • Si $$\lim_{x\to \pm\infty} f(x)-ax=b$$ alors la droite d’équation $$y=ax+b$$ est une asymptote oblique de $$C_f$$ en $$\pm\infty$$.

Exemple : Soit la fonction $$f(x)=\frac{x^3}{x^2+1}$$, on a $$\lim_{x\to +\infty} f(x)=+\infty$$ et $$\lim_{x\to +\infty} \frac{f(x)}{x}=1$$ alors on calcule $$\lim_{x\to +\infty} f(x)-ax$$ avec $$a=1$$.

$$\lim_{x\to +\infty} f(x)-x=\lim_{x\to +\infty} \frac{x^3}{x^2+1}-x$$ $$=\lim_{x\to +\infty} \frac{x^3-x^3-x}{x^2+1}$$ $$=\lim_{x\to +\infty} \frac{-x}{x^2+1}=0$$

Donc la droite d’équation $$y=1\times x+0$$ c.à.d $$y=x$$ est une asymptote oblique de $$C_f$$ au voisinage de $$+\infty$$.

Courbe de f :

Asymptote oblique
Courbe de $$f(x)=\frac{x^3}{x^2+1}$$
    • Si $$\lim_{x\to \pm\infty} f(x)-ax=\pm\infty$$ alors $$C_f$$ admet une branche parabolique de direction la droite $$y=ax$$ en $$\pm\infty$$.

Exemple : Soit la fonction $$f(x)=2x+\sqrt{x}$$, on a $$\lim_{x\to +\infty} f(x)=+\infty$$ et $$\lim_{x\to +\infty} \frac{f(x)}{x}=2$$ alors on calcule $$\lim_{x\to +\infty} f(x)-2x$$.

$$\lim_{x\to +\infty} f(x)-2x=\lim_{x\to +\infty}2x+\sqrt{x}-2x$$ $$=\lim_{x\to +\infty} \\sqrt{x}=+\infty$$

Donc $$C_f$$ admet une branche parabolique de direction la droite $$y=2x$$ en $$+\infty$$.

Courbe de f :

Courbe de $$f(x)=2x+\sqrt{x}$$

Par Youssef NEJJARI pour Maths01.com

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