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Formule : Opérations et formes indéterminées

Certaines opérations sont directes, d'autres indéterminées.

(+∞)+(+∞)=+∞ (+∞)×(+∞)=+∞

Ce que dit la formule

On additionne et multiplie les limites infinies avec des règles de signe : +∞ plus +∞ donne +∞, un produit de deux +∞ donne +∞, etc.

Mais quatre situations sont indéterminées et demandent une transformation : +∞-∞, ∞/∞, 0×∞ et 0/0. On factorise alors par le terme dominant ou on utilise les croissances comparées.

Les règles directes relèvent du bon sens : additionner deux quantités qui grandissent sans limite donne une quantité qui grandit sans limite. Les formes indéterminées sont précisément celles où le bon sens ne tranche pas.

Une forme indéterminée n'est pas un résultat : c'est le signal qu'il faut transformer l'expression. Selon les cas, la limite peut être finie, infinie, ou ne pas exister.

Exemple

lim_x→+∞(x²-x)=lim_x→+inftyx²(1-1/x)=+∞, ce qui lève l'indétermination ∞-∞.

Deuxième exemple

lim_x→+∞(√(x²+x) - x) est de la forme ∞ - ∞. En multipliant par la quantité conjuguée, l'expression devient x/(√(x²+x) + x), qui tend vers 1/2.

Piège à éviter

+∞-∞ ne vaut pas 0 : c'est une forme indéterminée.

Les autres formules de la limite infinie

Questions fréquentes

Combien y a-t-il de formes indéterminées ?
Quatre au programme : ∞ - ∞, ∞/∞, 0 × ∞ et 0/0. Chacune demande une transformation de l'expression.
Une forme indéterminée signifie-t-elle qu'il n'y a pas de limite ?
Non, seulement que le calcul direct ne conclut pas. Après transformation, la limite peut être finie, infinie, ou inexistante.
Quelles techniques lèvent une indétermination ?
La factorisation par le terme dominant, la multiplication par la quantité conjuguée, et les croissances comparées.

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