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f(X)=sin(1/X). Montrer que f n'a pas de limite en 0
alphonsio

1x\frac{1}{x} tend vers +∞+\infty ou −∞-\infty lorsque xx tend vers 00. Par conséquent, la fonction sinus oscille continuellement entre -1 \et +1 sans se stabiliser vers une valeur fixe. Ainsi, f(x)=sin⁡(1/x)f(x) = \sin(1/x) n'a pas de limite en 00.


Pour montrer que la fonction f(x)=sin⁡(1/x)f(x) = \sin(1/x) n'a pas de limite en 00, examinons son comportement lorsque x→0x \to 0.

1. Définition de la limite

La fonction f(x)f(x) aurait une limite LL en 00 si :

∀ε>0,∃δ>0 tel que 0<∣x∣<δ⇒∣f(x)−L∣<ε.\forall \varepsilon > 0, \exists \delta > 0 \text{ tel que } 0 < |x| < \delta \Rightarrow |f(x) - L| < \varepsilon.

Autrement dit, plus xx est proche de 00, plus sin⁡(1/x)\sin(1/x) doit être proche d'une valeur fixe LL.

2. Étude du comportement de f(x)f(x) lorsque x→0x \to 0

  • Lorsque xx tend vers 0+0^+ ou 0−0^-, le terme 1/x1/x devient très grand en valeur absolue.
  • L'argument 1/x1/x prend toutes les valeurs possibles dans R\mathbb{R}, en particulier une infinité de valeurs de la forme kπk\pi et (2k+1)π/2(2k+1)\pi/2, où kk est un entier.
  • Or, on sait que :
    sin⁡(kπ)=0,sin⁡((2k+1)π2)=±1.\sin(k\pi) = 0, \quad \sin\left(\frac{(2k+1)\pi}{2}\right) = \pm 1.
    Cela signifie que f(x)f(x) oscille constamment entre −1-1 et 11 sans se stabiliser vers une valeur unique.

3. Conséquence : Absence de limite

Puisque sin⁡(1/x)\sin(1/x) prend des valeurs oscillantes entre −1-1 et 11 de manière arbitrairement proche de 00, il n'existe aucune valeur unique LL telle que sin⁡(1/x)\sin(1/x) s'en approche pour x→0x \to 0.

Conclusion : f(x)f(x) n'a pas de limite en 00.