Soient \(f\) et \(g\) définies dans un voisinage à droite
de \(x_0\), telles que
\[
\lim_{x\to x_0^+}f(x)=+\infty
\quad \text{ et } \quad
\lim_{x\to x_0^+}g(x)=\ell\in \mathbb{R}\,.
\]
- Montrer que
\[
\lim_{x\to x_0^+}f(x)g(x)=
\begin{cases}
+\infty\text{ si }\ell>0\,,\\
-\infty\text{ si }\ell<0\,.\\
\end{cases}
\]
- Expliquer pourquoi lorsque
\(\ell=0\), la limite du produit \(f(x)g(x)\) est indéterminée.
Cet exercice combine deux types de comportements à l'approche d'un point
\(x_0\);
un qui tend vers une limite réelle
(comme défini
ici),
et un qui tend vers l'infini
(comme défini
ici).
Il faudra donc mettre à l'oeuvre ces deux définitions de limite et les combiner
pour obtenir le résultat voulu.
Pour 1., dans le cas \(\ell\gt 0\).
Si \(g(x)\geqslant c\gt 0\) dans un voisinage à droite
de \(x_0\), et si on sait que \(f(x)\) devient très grand proche de \(x_0\),
on peut
rendre le produit \(f(x)g(x)\) plus grand qu'une quantité \(M\gt 0\) fixée en
demandant que \(f(x)\) soit plus grande que \(M/c\).
Pour la discussion du cas \(\ell=0\).
On pourra donner quelques exemples qui illustrent le fait que
des fonctions différentes avec des comportements semblables
mènent à un produit dont le comportement est très différent.