021. Calculez la limite d’une expression comportant des racines carrées emboîtées

Pour calculez la limite de $\sqrt{x +\sqrt{x}}-\sqrt{x}$ quand $x$ tend vers $\infty\comma$ vous allez utiliser un développement asymptotique.

Tout d’abord, quand $x$ tend vers $0\comma$ vous avez :

\begin{align*} \sqrt{1+x} &= 1+\frac{1}{2}x+O\left(\frac{1}{x^2}\right). \end{align*}

Ainsi, après factorisation par $\sqrt{x}\comma$ vous déduisez, quand $x$ tend vers $0\comma$ que :

\begin{align*} \sqrt{x +\sqrt{x}} &= \sqrt{x } \sqrt{1 + \dfrac{\sqrt{x}}{x} } \\ &= \sqrt{x } \left(1 + \dfrac{\sqrt{x}}{2x} + O\left(\dfrac{1}{x} \right) \right) \\ &= \sqrt{x } + \dfrac{1}{2} + O\left(\dfrac{1}{\sqrt{x}} \right). \end{align*}

Après soustraction, vous déduisez :

\boxed{\lim_{x\to +\infty} \sqrt{x+\sqrt{x}}-\sqrt{x} = \dfrac{1}{2}.}