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Niveau Maths sup
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Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 )

Posté par
sOft007
25-02-08 à 16:00

Salut à tous !

Voila je doit faire le DL d'ordre 3
de
x / exp(x) -1

je sais qu'il faut utilisé les DL connu comme
1/1+x ou 1/1-x et celui de exp
mais cela me donne des calculs faramineux !
HELP!

Posté par
Camélia Correcteur
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:02

Bonjour

Pas si faramineux que ça! Commence par écrire le développement à l'ordre 4 de ex-1, tu auras une bonne surprise!

Posté par
Nightmare
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:04

Bonjour

Pourquoi des calculs faramineux?

3$\rm e^x=1+x+\frac{x^{2}}{2}+\frac{x^{3}}{6}+\frac{x^{4}}{24}+o(x^{4})
D'où 3$\rm e^x-1=x+\frac{x^{2}}{2}+\frac{x^{3}}{6}+\frac{x^{4}}{24}+o(x^{4})

On en déduit en simplifiant par x :
3$\rm \frac{x}{e^{x}-1}=\frac{1}{1+\frac{x}{2}+\frac{x^{2}}{6}+\frac{x^{3}}{24}+o(x^{3})

Or 3$\rm \frac{1}{1+X}=1-X+X^{2}-X^{3}+o(X^{3})
On remplace X par le DL de exp(x)-1 et on tronque.

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:05

ex - 1 DL d'ordre 4
x + x²/2 + x^3/6 + x^4/24

et ? on a pas le droit de inverser ?

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:07

oui d'accord c'est la technique que j'ai utilisé aussi
mais
( 1 + x/2 + x²/6 ) ² cela donne quoi ? j'ai un peu de mal

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:12

je vois pas pourquoi on a le droit de remplacer X par ex -1 on a pas le résultat demandé ?

Posté par
Nightmare
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:12

Euh tu ne sais pas développer? Niveau 3éme

Posté par
Nightmare
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:13

Pardon ce n'est pas ce que je voulais dire.

Tu remplaces X par x/2+x²/6+...

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:16

non je s

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:18

non je ne sais pas developement c'est pour sa que je demande de l'aide !!!!!!!

et je ne voi pas pourquoi on remplacer X par x²/2...

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:20

je suis d'acord avec votre technique
par dans 1 / 1 + X
on remplacer quoi par X
parce que au final on veut 1 / (exp(x) -1 )

Posté par
Nightmare
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:20

Il y a différence entre développement limité et développement tout cours.

Développer (1+x/2+x²/6)² c'est niveau 3éme. Si tu ne sais pas faire ça l'aide s'arrete ici pour ma part.

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:22

pourquoi tu veut pas m'aider ?

Posté par
Nightmare
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:22

C'est marqué.

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:24

(1+x/2+x²/6)² je ne sait pas le faire, c'est dans quel ordre les double produit ?

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:32

aidez moi svp

Posté par
gui_tou
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:33

salut

(1+x/2+x²/6)² = (1+x/2+x²/6)*(1+x/2+x²/6) et développe par distributivité...

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:35

j'ai donc calculer ex - 1
je prend le DL

1/ 1 -u = 1 + u + u²

je met un signe - devant
je remplace u par ex
mais il me reste le problème des Development au carré !!

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:35

a merci quelqu'un qui m'aide !

Posté par
gui_tou
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:47

Tu peux t'entrainer à calculer (a+b+c)(d+e+f)...

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 16:50

Merci j'ai compris

Mais pour DL j'ai toujours pas compris !!!

Posté par
sOft007
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 25-02-08 à 21:42

j'ai trouvé le résultat

1 - x/2 + 1/12 x² + o(x²)
merci !

Posté par
sOft007
F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 14:08

Soit la fonction
F(x) = x / exp(x) - 1

Soit g la fonction définie sur R par g(0) = 0 et g(x) = f(x) -1
1) Montrer que g est strictement monotones sur R

f est strictement décroissante sur R avec f(0) = 1
lim f = + inf
-inf

lim f = 0
+ inf

comment prouver la monotomie de g ?
car si on fait g' on trouver rien d'interessant ?

*** message déplacé ***

Posté par
Camélia Correcteur
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 14:38

Bonjour

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q27 - Comment bien écrire une formule ?



J'ignore quelle fonction tu veux étudier. Mais en tout cas le signe de la dérivée devrait donner des indications.

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 14:44

\frac{1}{exp(x)-1}

c'est bon la ?

*** message déplacé ***

Posté par
Camélia Correcteur
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 14:46

Non, tu avais mis un x au numérateur?

Est-ce \frac{x}{e^x}-1 ou \frac[x}{e^x-1}?

Toujours est-il que tu peux la dériver...

*** message déplacé ***

Posté par
Camélia Correcteur
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 14:47

Raté!

\frac{x}{e^x-1}

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 14:49

voila c'est celle la
kelkun pourrait m'aider ?

*** message déplacé ***

Posté par
Camélia Correcteur
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 14:59

g(x)=f(x)-1, donc g'(x)=f'(x); il te reste à la calculer.

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:03

donc g et f on les même variation !
merci :

*** message déplacé ***

Posté par
Camélia Correcteur
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:05

Evidemment!

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:07

merci pour tout

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:14

donc ils sont bien strictement décroissante ?

*** message déplacé ***

Posté par
Camélia Correcteur
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:17

Elle a l'air, mais je n'ai pas fait les calculs.

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:19

Il me demande ensuite :
En déduire que g établit une bijection de R sur une partie J à déterminer..
Th des valeurs intermédiaire mais la partie comment la déterminer ? on  a rien sur g
On a les limites de f par contre

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:20

je trouve un bijection de R dans ]+inf; - 1 ]

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:28

la question suivant est un peu plus poussé

Soit g-1 l'application réciproque de g, on suppose que w0 + w1x +w2x² + w3x^3 + o(x^3) est le DL3(l) de g-1
Determiner les coeficient de wo, w1, w2 et w3
(on peut utiliser le DL3(0) de g puis remarque que g-1 (g(x)) = x

Le dl de g est facilement trouvable
mais je voit pas même avec les indication pour trouver le DL de g-1

*** message déplacé ***

Posté par
Camélia Correcteur
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:42

Est-ce que au début tu avais g(x)=f(x)-1 ou g(x)=f(x)-1? Tout ce que j'ai dit se rapporte à la première formule. Si c'est la seconde, je retire tout!

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:43

non non j'avais g(x)=f(x)-1

*** message déplacé ***

Posté par
Camélia Correcteur
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:48

Bon. Mais alors g-1 n'est pas la réciproque de g

*** message déplacé ***

Posté par
sOft007
re : F(x) = x / exp(x) - 1 26-02-08 à 15:52

sisi je reformule


Soit g-1 (récproque !) l'application réciproque de g, on suppose que w0 + w1x +w2x² + w3x^3 + o(x^3) est le DL3(l) de g-1
Determiner les coeficient de wo, w1, w2 et w3
(on peut utiliser le DL3(0) de g puis remarque que g-1  (g(x)) = x

Le dl de g est facilement trouvable
mais je voit pas même avec les indication pour trouver le DL de g-1

*** message déplacé ***

Posté par Suzzzz (invité)f(x) = x / (exp(x) - 1) 26-02-08 à 22:27

Bonjour j'ai vu le problème d'un autre élève et je crois que j'ai le même sujet
J'ai copié ce qu'il a mis

Soit la fonction : f(x) = x / (exp(x) - 1)
Soit la fonction g tel que
g(0) = 0
g(x) = f(x) - 1

1) Il faut montrer que g est monotome
Bon c'est c fait
2) En déduite sur g établit une bijection sur R
J'ai trouver [+ inf; -1 ]
3) Sa c'est un plus difficile:
Soit g-1 l'application réciproque de g, on suppose que w0 + w1x +w2x² + w3x^3 + o(x^3) est le DL3(l) de g-1
Determiner les coeficient de wo, w1, w2 et w3
(on peut utiliser le DL3(0) de g puis remarque que g-1 (g(x)) = x

Le dl de g est facilement trouvable
mais je voit pas même avec les indication pour trouver le DL de g-1

Merci !

Voila moi j'ai remplacer dans le DL de g-1 x par g(x) et après jai remplacer g(x) par le Dl de G
mais cela donne pas les résultat de w1 , w2..
je ne sais pa coment faire non plus !

*** message déplacé ***

Posté par
jayhouston
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 28-11-09 à 14:11

Citation :
Bonjour

Pourquoi des calculs faramineux?


D'où

On en déduit en simplifiant par x :


Or
On remplace X par le DL de exp(x)-1 et on tronque


Bonjour Nightmare, je ne comprend pas dans ton explication pourquoi on remplace X par le DL de exp(x)-1 ?
on a en effet x/(exp(x)-1 = 1/(1+x²/2+...+o(..) je ne vois pas en quoi ce résultat n'est pas correct.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 28-11-09 à 14:31

Bonjour

Tu déterres un vieux topic dont la plupart des partcipants a quitté l'île. Toujours est-il que

1/(a_0+a_1x+...+o(x^n)) N'EST PAS UN DEVELOPPEMENT LIMITE!

Posté par
jayhouston
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 29-11-09 à 19:28

d'accord, mais alors lorsque l'on a e^x-1, si l'on remplace cette expression dans 1/1+X, il ne me semble pas que ce soit juste, ou alors j'ai vraiment rien compris aux DL ...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 29-11-09 à 22:38

C'était x/(e^x-1) et on a simplifié par x pour arriver à 1/(1+x/2+x^2/3+o(x^3)), mais ce n'est pas fini!

Posté par
jayhouston
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 30-11-09 à 19:40

mais on cherche pourtant un DL de x/(e^x-1)
Je ne comprend pas ce que l'on attend de plus. Nightmare suggérait de remplacer dans 1/1+X mais je ne comprend pas pourquoi. Pourrais-tu m'en dire un peu plus? en te remerciant

Posté par
Camélia Correcteur
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 01-12-09 à 14:21

Un développement limité est de la forme a_0+a_1x+...+a_nx^n+o(x^n). Ce n'est évidemment pas le cas de

\frac{1}{1+\frac{x}{2}+\frac{x^2}{3}+o(x^3)}

... et en effet, pour conclure il faut poser X=\frac{x}{2}+\frac{x^2}{3}+o(x^3) (ça tend bien vers 0 quand x tend vers 0), donc on finit en disant que ça vaut

1-X+X^2-X^3+o(X^3)

et on finit en faisant les calculs (on ne garde que les termes de degré au plus 3).

Posté par
jayhouston
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 01-12-09 à 21:08

hmmm d'accord je saisis. Il y avait une étape dans le raisonnement de Nightmare qui n'était pas clair pour moi mais c'est bon. Je te remercie !!!

Posté par
jayhouston
re : Devellopement limitée de x / ( exp(x) -1 ) 05-12-09 à 14:39

Je profite de ce post pour poser une question supplémentaire.
Dans un exercice je dois montrer que pour x différent de 0, la fonction x/(e^x-1) = (x/2)(1/th(x/2) - 1)
Quelqu'un aurait-il un indice à me suggérer pour me débloquer ... ?
Merci d'avance

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