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asym_003.tex

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\exo {Recherche d'asymptote}
 
On considère la fonction $f$ définie pour tout réel $x \neq -2$ par
$$
   f (x) = {x^2 - x - 6 + 2e^{-x} \over 2+x}.
$$
 
\itemnum Déterminer les 3~constantes réelles $a$, $b$ et $c$ telles
que l'on ait, pour tout $x\neq -2$~:
$$
   f (x) = ax + b + {ce^{-x} \over 2+x}.
$$
 
\itemnum En déduire que la droite d'équation $y = x-3$ est asymptote à
la courbe de $f$ en $+\infty $.
 
\finexo
 
\corrige {}
 
\itemnum Par identification, il est assez clair que l'on devra avoir
$$
   {x^2 - x - 6\over 2+x} = ax+b
      \qquad {\rm et} \qquad
   {2e^{-x}\over 2+x} = {ce^{-x}\over 2+x}.
$$
On a donc immédiatement \dresultat {c=2}. Pour déterminer $a$ et $b$,
on peut~: soit effectuer la division euclidienne de $x^2-x-6$ par
$2+x$, soit procéder par réduction au même dénominateur puis
identification des coefficients~:
$$\displaylines {
   {x^2 - x - 6\over 2+x} = ax+b
      \quad \Longleftrightarrow \quad
   {x^2 - x - 6\over 2+x} = {(ax+b)(2+x) \over 2+x} = {ax^2 + (2a+b) x
      + 2b\over 2+x}
\cr
      \Longleftrightarrow \quad
   x^2 - x - 6 = ax^2 + (2a+b) x + 2b
      \quad \Longleftrightarrow \quad
   \cases {
      1 = a
   \cr
      -1 = 2a + b
   \cr
      -6 = 2b
   \cr }
\cr
}$$
d'où l'on tire \dresultat {(a, b) = (1, -3)}, soit encore 
\dresultat {f (x) = x - 3 + {2e^{-x} \over 2+x}}.
 
\itemnum On a alors
$$
   \lim _{x\to +\infty } \big( f (x) - (x-3)\big)
      = \lim _{x\to +\infty } {2e^{-x} \over 2+x} = 0
      \qquad {\rm puisque} \qquad
   \cases {
      \lim _{+\infty } e^{-x} = 0
   \cr
      \lim _{+\infty } 2 + x = +\infty
   \cr }
$$
ce qui prouve que la droite d'équation $y=x-3$ est \tresultat
{asymptote en $+\infty $ à la courbe de $f$}.
 
\fincorrige