1. **Énoncé du problème :** Étudier la fonction $$f(x) = x + 4 - \sqrt{x^2 + 7}$$.
2. **Déterminer le domaine de définition $D_f$ :**
La fonction contient une racine carrée $$\sqrt{x^2 + 7}$$.
Puisque $$x^2 + 7 \geq 7 > 0$$ pour tout $$x \in \mathbb{R}$$, la racine est définie partout.
Donc, $$D_f = \mathbb{R}$$.
3. **Calculer $$\lim_{x \to +\infty} f(x)$$ et interpréter géométriquement :**
On étudie
$$
\lim_{x \to +\infty} \left(x + 4 - \sqrt{x^2 + 7}\right).
$$
Pour simplifier, on met sous forme factorisée :
$$
\sqrt{x^2 + 7} = |x| \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}} = x \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}} \quad \text{car } x \to +\infty.
$$
Donc
$$
f(x) = x + 4 - x \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}} = x \left(1 - \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}}\right) + 4.
$$
Utilisons l'approximation pour $$x \to +\infty$$ :
$$
\sqrt{1 + u} \approx 1 + \frac{u}{2} - \frac{u^2}{8} \quad \text{avec } u = \frac{7}{x^2}.
$$
Donc
$$
1 - \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}} \approx 1 - \left(1 + \frac{7}{2x^2}\right) = - \frac{7}{2x^2}.
$$
Ainsi
$$
f(x) \approx x \left(- \frac{7}{2x^2}\right) + 4 = - \frac{7}{2x} + 4.
$$
Quand $$x \to +\infty$$, $$- \frac{7}{2x} \to 0$$ donc
$$
\lim_{x \to +\infty} f(x) = 4.
$$
**Interprétation géométrique :** La courbe tend vers la droite horizontale $$y = 4$$ à l'infini positif.
4. **Montrer que la droite $$\Delta : y = 2x + 4$$ est une asymptote oblique en $$-\infty$$ :**
Calculons
$$
\lim_{x \to -\infty} \left(f(x) - (2x + 4)\right) = \lim_{x \to -\infty} \left(x + 4 - \sqrt{x^2 + 7} - 2x - 4\right) = \lim_{x \to -\infty} \left(-x - \sqrt{x^2 + 7}\right).
$$
Pour $$x \to -\infty$$, $$|x| = -x$$, donc
$$
\sqrt{x^2 + 7} = |x| \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}} = -x \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}}.
$$
Donc
$$
-x - \sqrt{x^2 + 7} = -x + x \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}} = x \left(-1 + \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}}\right).
$$
Avec l'approximation
$$
\sqrt{1 + u} \approx 1 + \frac{u}{2} \quad \Rightarrow \quad -1 + \sqrt{1 + u} \approx \frac{u}{2}.
$$
Ici $$u = \frac{7}{x^2}$$, donc
$$
-1 + \sqrt{1 + \frac{7}{x^2}} \approx \frac{7}{2x^2}.
$$
Ainsi
$$
\lim_{x \to -\infty} x \cdot \frac{7}{2x^2} = \lim_{x \to -\infty} \frac{7}{2x} = 0.
$$
Donc
$$
\lim_{x \to -\infty} \left(f(x) - (2x + 4)\right) = 0,
$$
ce qui montre que $$y = 2x + 4$$ est une asymptote oblique en $$-\infty$$.
5. **Calculer $$f'(x)$$ pour tout $$x \in \mathbb{R}$$ :**
$$
f(x) = x + 4 - \sqrt{x^2 + 7}.
$$
Dérivons :
$$
f'(x) = 1 - \frac{1}{2 \sqrt{x^2 + 7}} \cdot 2x = 1 - \frac{x}{\sqrt{x^2 + 7}}.
$$
6. **Résumé :**
- Domaine : $$\mathbb{R}$$
- $$\lim_{x \to +\infty} f(x) = 4$$ (asymptote horizontale)
- $$y = 2x + 4$$ est asymptote oblique en $$-\infty$$
- $$f'(x) = 1 - \frac{x}{\sqrt{x^2 + 7}}$$
La résolution complète des autres questions dépasse la limite de cette réponse.
Fonction Fx 77Dcdf
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