Calcul infinitésimal Exemples

$lim_{x \to 0} \frac{e^{3 x} - 1 - 3 x}{x^{2}}$

Étape 1

Appliquez la Règle de l’Hôpital.

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Étape 1.1

Évaluez la limite du numérateur et la limite du dénominateur.

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Étape 1.1.1

Prenez la limite du numérateur et la limite du dénominateur.

$\frac{lim_{x \to 0} e^{3 x} - 1 - 3 x}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2

Évaluez la limite du numérateur.

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Étape 1.1.2.1

Divisez la limite en utilisant la règle de la somme des limites sur la limite lorsque $x$ approche de $0$ .

$\frac{lim_{x \to 0} e^{3 x} - lim_{x \to 0} 1 - lim_{x \to 0} 3 x}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.2

Placez la limite dans l’exposant.

$\frac{e^{lim_{x \to 0} 3 x} - lim_{x \to 0} 1 - lim_{x \to 0} 3 x}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.3

Placez le terme $3$ hors de la limite car il constant par rapport à $x$ .

$\frac{e^{3 lim_{x \to 0} x} - lim_{x \to 0} 1 - lim_{x \to 0} 3 x}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.4

Évaluez la limite de $1$ qui est constante lorsque $x$ approche de $0$ .

$\frac{e^{3 lim_{x \to 0} x} - 1 \cdot 1 - lim_{x \to 0} 3 x}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.5

Placez le terme $3$ hors de la limite car il constant par rapport à $x$ .

$\frac{e^{3 lim_{x \to 0} x} - 1 \cdot 1 - 3 lim_{x \to 0} x}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.6

Évaluez les limites en insérant $0$ pour toutes les occurrences de $x$ .

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Étape 1.1.2.6.1

Évaluez la limite de $x$ en insérant $0$ pour $x$ .

$\frac{e^{3 \cdot 0} - 1 \cdot 1 - 3 lim_{x \to 0} x}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.6.2

Évaluez la limite de $x$ en insérant $0$ pour $x$ .

$\frac{e^{3 \cdot 0} - 1 \cdot 1 - 3 \cdot 0}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.7

Simplifiez la réponse.

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Étape 1.1.2.7.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.1.2.7.1.1

Multipliez $3$ par $0$ .

$\frac{e^{0} - 1 \cdot 1 - 3 \cdot 0}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.7.1.2

Tout ce qui est élevé à la puissance $0$ est $1$ .

$\frac{1 - 1 \cdot 1 - 3 \cdot 0}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.7.1.3

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$\frac{1 - 1 - 3 \cdot 0}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.7.1.4

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$\frac{1 - 1 + 0}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.7.2

Soustrayez $1$ de $1$ .

$\frac{0 + 0}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.2.7.3

Additionnez $0$ et $0$ .

$\frac{0}{lim_{x \to 0} x^{2}}$

Étape 1.1.3

Évaluez la limite du dénominateur.

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Étape 1.1.3.1

Déplacez l’exposant $2$ de $x^{2}$ hors de la limite en utilisant la règle des puissances limites.

$\frac{0}{{(lim_{x \to 0} x)}^{2}}$

Étape 1.1.3.2

Évaluez la limite de $x$ en insérant $0$ pour $x$ .

$\frac{0}{0^{2}}$

Étape 1.1.3.3

L’élévation de $0$ à toute puissance positive produit $0$ .

$\frac{0}{0}$

Étape 1.1.3.4

L’expression contient une division par $0$ . L’expression est indéfinie.

Indéfini

$\frac{0}{0}$

Étape 1.1.4

L’expression contient une division par $0$ . L’expression est indéfinie.

Indéfini

$\frac{0}{0}$

Étape 1.2

Comme $\frac{0}{0}$ est de forme indéterminée, appliquez la règle de l’Hôpital. La règle de l’Hôpital indique que la limite d’un quotient de fonctions est égale à la limite du quotient de leurs dérivées.

$lim_{x \to 0} \frac{e^{3 x} - 1 - 3 x}{x^{2}} = lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [e^{3 x} - 1 - 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3

Déterminez la dérivée du numérateur et du dénominateur.

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Étape 1.3.1

Différenciez le numérateur et le dénominateur.

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [e^{3 x} - 1 - 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.2

Selon la règle de la somme, la dérivée de $e^{3 x} - 1 - 3 x$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [e^{3 x}] + \frac{d}{d x} [- 1] + \frac{d}{d x} [- 3 x]$ .

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [e^{3 x}] + \frac{d}{d x} [- 1] + \frac{d}{d x} [- 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [e^{3 x}]$ .

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Étape 1.3.3.1

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = e^{x}$ et $g (x) = 3 x$ .

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Étape 1.3.3.1.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $3 x$ .

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 1] + \frac{d}{d x} [- 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.3.1.2

Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ est $a^{u} \ln (a)$ où $a$ = $e$ .

$lim_{x \to 0} \frac{e^{u} \frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 1] + \frac{d}{d x} [- 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.3.1.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $3 x$ .

$lim_{x \to 0} \frac{e^{3 x} \frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 1] + \frac{d}{d x} [- 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.3.2

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $3 x$ par rapport à $x$ est $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$lim_{x \to 0} \frac{e^{3 x} (3 \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [- 1] + \frac{d}{d x} [- 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.3.3

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$lim_{x \to 0} \frac{e^{3 x} (3 \cdot 1) + \frac{d}{d x} [- 1] + \frac{d}{d x} [- 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.3.4

Multipliez $3$ par $1$ .

$lim_{x \to 0} \frac{e^{3 x} \cdot 3 + \frac{d}{d x} [- 1] + \frac{d}{d x} [- 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.3.5

Déplacez $3$ à gauche de $e^{3 x}$ .

$lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} + \frac{d}{d x} [- 1] + \frac{d}{d x} [- 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.4

Comme $- 1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 1$ par rapport à $x$ est $0$ .

$lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} + 0 + \frac{d}{d x} [- 3 x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.5

Évaluez $\frac{d}{d x} [- 3 x]$ .

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Étape 1.3.5.1

Comme $- 3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 3 x$ par rapport à $x$ est $- 3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} + 0 - 3 \frac{d}{d x} [x]}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.5.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} + 0 - 3 \cdot 1}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.5.3

Multipliez $- 3$ par $1$ .

$lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} + 0 - 3}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.6

Additionnez $3 e^{3 x}$ et $0$ .

$lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} - 3}{\frac{d}{d x} [x^{2}]}$

Étape 1.3.7

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 2$ .

$lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} - 3}{2 x}$

Étape 2

Placez le terme $\frac{1}{2}$ hors de la limite car il constant par rapport à $x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} - 3}{x}$

Étape 3

Appliquez la Règle de l’Hôpital.

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Étape 3.1

Évaluez la limite du numérateur et la limite du dénominateur.

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Étape 3.1.1

Prenez la limite du numérateur et la limite du dénominateur.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{lim_{x \to 0} 3 e^{3 x} - 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2

Évaluez la limite du numérateur.

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Étape 3.1.2.1

Évaluez la limite.

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Étape 3.1.2.1.1

Divisez la limite en utilisant la règle de la somme des limites sur la limite lorsque $x$ approche de $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{lim_{x \to 0} 3 e^{3 x} - lim_{x \to 0} 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.1.2

Placez le terme $3$ hors de la limite car il constant par rapport à $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 lim_{x \to 0} e^{3 x} - lim_{x \to 0} 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.1.3

Placez la limite dans l’exposant.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 e^{lim_{x \to 0} 3 x} - lim_{x \to 0} 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.1.4

Placez le terme $3$ hors de la limite car il constant par rapport à $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 e^{3 lim_{x \to 0} x} - lim_{x \to 0} 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.1.5

Évaluez la limite de $3$ qui est constante lorsque $x$ approche de $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 e^{3 lim_{x \to 0} x} - 1 \cdot 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.2

Évaluez la limite de $x$ en insérant $0$ pour $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 e^{3 \cdot 0} - 1 \cdot 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.3

Simplifiez la réponse.

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Étape 3.1.2.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 3.1.2.3.1.1

Multipliez $3$ par $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 e^{0} - 1 \cdot 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.3.1.2

Tout ce qui est élevé à la puissance $0$ est $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 \cdot 1 - 1 \cdot 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.3.1.3

Multipliez $3$ par $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 - 1 \cdot 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.3.1.4

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 - 3}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.2.3.2

Soustrayez $3$ de $3$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{lim_{x \to 0} x}$

Étape 3.1.3

Évaluez la limite de $x$ en insérant $0$ pour $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{0}$

Étape 3.1.4

L’expression contient une division par $0$ . L’expression est indéfinie.

Indéfini

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{0}$

Étape 3.2

$lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} - 3}{x} = lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [3 e^{3 x} - 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3

Déterminez la dérivée du numérateur et du dénominateur.

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Étape 3.3.1

Différenciez le numérateur et le dénominateur.

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [3 e^{3 x} - 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.2

Selon la règle de la somme, la dérivée de $3 e^{3 x} - 3$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [3 e^{3 x}] + \frac{d}{d x} [- 3]$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [3 e^{3 x}] + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [3 e^{3 x}]$ .

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Étape 3.3.3.1

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $3 e^{3 x}$ par rapport à $x$ est $3 \frac{d}{d x} [e^{3 x}]$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 \frac{d}{d x} [e^{3 x}] + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.3.2

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = e^{x}$ et $g (x) = 3 x$ .

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Étape 3.3.3.2.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $3 x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 \frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.3.2.2

Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ est $a^{u} \ln (a)$ où $a$ = $e$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 e^{u} \frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.3.2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $3 x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} \frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.3.3

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $3 x$ par rapport à $x$ est $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} \cdot 3 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.3.4

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} \cdot 3 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.3.5

Multipliez $3$ par $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 e^{3 x} \cdot 3 + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.3.6

Déplacez $3$ à gauche de $e^{3 x}$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 \cdot 3 \cdot e^{3 x} + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.3.7

Multipliez $3$ par $3$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{9 e^{3 x} + \frac{d}{d x} [- 3]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.4

Comme $- 3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 3$ par rapport à $x$ est $0$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{9 e^{3 x} + 0}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.5

Additionnez $9 e^{3 x}$ et $0$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{9 e^{3 x}}{\frac{d}{d x} [x]}$

Étape 3.3.6

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{9 e^{3 x}}{1}$

Étape 3.4

Divisez $9 e^{3 x}$ par $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} 9 e^{3 x}$

Étape 4

Évaluez la limite.

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Étape 4.1

Placez le terme $9$ hors de la limite car il constant par rapport à $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot 9 lim_{x \to 0} e^{3 x}$

Étape 4.2

Placez la limite dans l’exposant.

$\frac{1}{2} \cdot 9 e^{lim_{x \to 0} 3 x}$

Étape 4.3

Placez le terme $3$ hors de la limite car il constant par rapport à $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot 9 e^{3 lim_{x \to 0} x}$

Étape 5

Évaluez la limite de $x$ en insérant $0$ pour $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot 9 e^{3 \cdot 0}$

Étape 6

Simplifiez la réponse.

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Étape 6.1

Associez $\frac{1}{2}$ et $9$ .

$\frac{9}{2} e^{3 \cdot 0}$

Étape 6.2

Multipliez $3$ par $0$ .

$\frac{9}{2} e^{0}$

Étape 6.3

Tout ce qui est élevé à la puissance $0$ est $1$ .

$\frac{9}{2} \cdot 1$

Étape 6.4

Multipliez $\frac{9}{2}$ par $1$ .

$\frac{9}{2}$

Étape 7

Le résultat peut être affiché en différentes formes.

Forme exacte :

$\frac{9}{2}$

Forme décimale :

$4.5$