Math Problem Statement

Q5 La valeur de lim x→+∞ x 9 + x 5 + 1 e x est A. ln(3), B. 0, C. 1 2 , D. −2, E. Autre.

Solution

Nous avons à évaluer la limite suivante :

limx+x9+x5+1ex.\lim_{x \to +\infty} \frac{x^9 + x^5 + 1}{e^x}.

Analyse

  1. Comportement du numérateur et du dénominateur :

    • Le numérateur x9+x5+1x^9 + x^5 + 1 est un polynôme. Pour x+x \to +\infty, le terme dominant est x9x^9, donc x9+x5+1x9x^9 + x^5 + 1 \sim x^9.
    • Le dénominateur exe^x croît de façon exponentielle et beaucoup plus rapidement que tout polynôme, y compris x9x^9.
  2. Rapport entre x9x^9 et exe^x :

    • Lorsque x+x \to +\infty, le rapport entre x9x^9 (terme dominant du numérateur) et exe^x tend vers 00 car une fonction exponentielle domine toute puissance de xx.

Calcul de la limite

limx+x9+x5+1ex=limx+x9ex+limx+x5ex+limx+1ex.\lim_{x \to +\infty} \frac{x^9 + x^5 + 1}{e^x} = \lim_{x \to +\infty} \frac{x^9}{e^x} + \lim_{x \to +\infty} \frac{x^5}{e^x} + \lim_{x \to +\infty} \frac{1}{e^x}.

Chaque terme séparé tend vers 00 car la croissance exponentielle de exe^x écrase les termes polynomiaux. Donc :

limx+x9+x5+1ex=0.\lim_{x \to +\infty} \frac{x^9 + x^5 + 1}{e^x} = 0.

Conclusion

La valeur de la limite est :

B.0.\boxed{B. 0.}


Souhaitez-vous plus de détails ou des explications supplémentaires ?

Voici 5 questions pour approfondir votre compréhension :

  1. Pourquoi l'exponentielle croît-elle plus vite qu'un polynôme ?
  2. Comment prouver rigoureusement que xn/ex0x^n / e^x \to 0 pour tout nn entier positif ?
  3. Quelles sont les règles de domination asymptotique entre des fonctions ?
  4. Comment généraliser cette limite pour d'autres fonctions du type P(x)ex\frac{P(x)}{e^x} ?
  5. Que se passe-t-il si le dénominateur est ekxe^{kx} avec k<1k < 1 ?

Tip : Lorsque vous calculez des limites infinies avec des exponentielles, identifiez toujours le terme dominant du numérateur et comparez-le à la croissance du dénominateur.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Limits
Polynomial Growth
Exponential Functions
Asymptotic Behavior

Formulas

lim x→+∞ (x^n / e^x) = 0 for any positive integer n
lim x→+∞ (f(x) + g(x)) = lim x→+∞ f(x) + lim x→+∞ g(x) if both limits exist

Theorems

Growth comparison between exponential and polynomial functions
Limit laws for sums and ratios

Suitable Grade Level

Undergraduate Mathematics or Advanced High School (Grades 11-12)