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Niveau Maths sup
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Equivalent et DL

Posté par
sadori95
24-02-11 à 15:30

Bonjour à tous.
J'ai pour exercice de trouver certains DL et equivalents de fonctions assez chiante .

1) Un équvalent simple quand x tend vers /2 de
f(x) = sin(x) + cos(2x).

2) Un équivalent quand x tend vers +oo de la fonction
g(x) = xsin(1/(x[sup]2+1))[/sup] - 1

3) Un équivalent quand x tend vers +oo de la fonction
h(x) = ln(x2+1) - ln(2x2- 1)/(ln(x3+1) - ln(x3-1))

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 15:41

Bonjour,

rôôô c'est pas aussi rébarbatif que ça quand même!!

1) Fais un DL à l'ordre 1 de ta fonction en \fr{\pi}2 , sa partie principale en sera un éqiivalent simple.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 15:44

Pardon, ce sera à l'ordre 2 tout de même!

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 15:46

Justement peut tu m'expliquer ?
c'est le point noir du cours!
Coment trouver un équivalent d'une fonction quelconque

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 15:53

Bon, tu connais sans doute le DL en 0 des fonctions de référence, comme sinus et cosinus?

Là tu es en \fr{\pi}2 donc on fait un petit changement de variable, du type u = \fr{\pi}2-x, avec du coup u qui tend vers 0.

Vas-y, qu'obtiens-tu en remplaçant tous les x de la fonction par leur expression en fonction de u?

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 15:56

J'ai :
sin(x) = (x+/2) - (x+/2)3/6 + (x+/2)5/120 + o((x+/2)6)

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 15:57

Mince c'est des - partout

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 15:59

Comment tu as fait pour savoir l'ordre du DL à faire ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 16:10

Ouh là, c'est faux!

Il faut remplacer x, donc on aura f(x) = sin(\fr{\pi}2-u)+cos(\pi-2u), ok? Et que vaut cette dernière expression (formule de trigo) ?

Pour l'ordre, on verra après.

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 17:56

Paut tu m'expliquer ..
pourquoi le u ? je comprend pas

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 17:56

D'ou ca sort, comment raisonner et rediger

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 17:59

Tu te rappelles qu'on avait posé u=\fr{\pi}{2}-x avec u\to 0 ?

Donc que vaut x en fonction de u?

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:05

Justement je voit pas pourquoi on pose ce u qui doit tendre vers 0
euh on esssaye d'utiliser le DL en 0 avc u et ca nous donnu un DL en pi/2 c'est ca ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:12

Ben si x tend vers \fr{\pi}{2}, alors \fr{\pi}{2}-x tend vers 0, non??

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:22

Oui exact donc un DL en 0 de f(u) c'est un DL en /2 de f(x)
c'est ca ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:25

Presque! Un DL en 0 de f(\fr{\pi}{2}-u), plutôt!

Alors ça donne quoi ces formules de trigo?

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:35

alors j'obtient
f(x) = cos u + 1 + 2cos2u

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:39

cos(2\pi-2u)=cos(2u) attention!!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:42

Pardon, on a plutôt cos(\pi-2u) et donc -cos(2u).

Maintenant tu fais un DL lorsque u tend vers 0.

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:48

Alors j'ai :
f(x) = sin(/2 - u) + cos( - 2u)
     = cos(u) + cos( - 2u)

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:53

Tu as lu mon post précédent?

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:55

Ah autant pour moi
donc f(x) = cos(u) - cos(2u)

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:56

Et donc ce DL ?

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:57

Je fait un DL en 0 a l'ordre 2 c'est sa ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 18:59

Oui oui!

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:01

On a que  :
cos u = 1 - u²/2 + u4/24 + o(u5)

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:03

Oui tu peux t'arrêter à l'ordre 2, comme on disait...

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:03

Et donc
cos(2u) = 1 -(2u)²/2 + (2u)4/24 + o((2u)5)

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:04

Et dit moi comment tu choisit de l'ordre ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:14

Ben on veut un équivalent simple, donc avec le moins de termes possibles!

Il te reste à combiner tes deux DL pour n'en faire qu'un à présent, puis remplacer les u pour revenir à x.

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:19

Oui et dit moi pourquoi l'ordre 1 ne convient pas ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:19

Tu vois beaucoup de termes à la puissance 1 ?

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:20

Et ensuite ? l'equivalent est le monome de plus petit degré c'est ca ?

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:22

Ca marche avec l'ordre 1, j'ai le terme en puissance 4 qui n'est plus là mais il me reste les u² donc c'est bon

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:22

En fait, toute partie principale , tronquée à tout degré, est un équivalent.
Mais là oui, on va prendre le DL d'ordre 2, qui est, qui est... ah ben tu l'as pas encore écrit!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:24

Citation :
Ca marche avec l'ordre 1, j'ai le terme en puissance 4 qui n'est plus là mais il me reste les u² donc c'est bon


-> Dis donc, tu es bien sûr d'avoir compris ce qu'est l'ordre d'un DL?? C'est la plus haute puissance de x qui apparaît dans la partie principale du DL!
Donc toi pour l'instant, tu m'as fait des DL à l'ordre 4, pas 2!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 19:25

Et même à l'ordre 5 !

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 20:02

OUla ... il y a un problème.
Dans mon cours un DL a l'ordre n de cos est :
cos(x) = 1 - x²/2 + ... + (-1)nx2n/(2n)! + o(x2n+1)
Donc à l'ordre n j'obtient des puissance d'ordre 2n+1
Pareil ici non ? a l'ordre 2 j'obtient des puissance d'ordre 5 mais cela reste un DL de cos en 0 d'ordre 2

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 20:12

Ah non, c'est faux! Ca, c'est un DL en 0 d'ordre 2n+1 !

Donc ici limite-toi à l'ordre 2 (aux termes de degrés inférieurs ou égaux à 2).

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 20:41

Mais je comprend pas wikipdia se trompe ?
http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9veloppement_limit%C3%A9

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 20:47

Tu as raison ils se sont trompé sur wikipedia
Donc je fait la différence et j'obtient
3/2(x - /2)2.
Ce qui es la bonne réponse
Donc je garde le monome de plus f

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 21:38

aible degré ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 22:40

Non non, c'est la bonne définition sur Wiki (heureusement pour un truc aussi simple en même temps!), pourquoi?

Ok ta réponse est correcte.

Citation :
Donc je garde le monome de plus faible degré ?


-> Non, tu prends tout jusqu'au terme de plus haut degré, c'est un équivalent de ta fonction au voisinage du point considéré.

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 23:03

Parce que descend vers le bas de la page.
Ils donnent des DL de fonctions usuelle a l'ordre n et ils font apparaitre des puissance 2n+1. Je comprends pas
Et puis si je garde tout alors c'est pas ce que j'ai trouvé il manque le reste..

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 23:16

Citation :
Parce que descend vers le bas de la page.
Ils donnent des DL de fonctions usuelle a l'ordre n et ils font apparaitre des puissance 2n+1. Je comprends pas


-> Ah oui ça y est je comprends ce que tu veux dire! En effet, les fonctions paires comme cosinus n'ont dans leur DL que des termes de puissances paires, et donc on donne toujours un DL d'ordre 2n (et même 2n+1 puisque le terme suivant est nul)
du cosinus.

Mais du coup, c'est vrai qu'ils ont oublié de le signaler: ils ont écrit à tort qu'ils donnaient tous les DL usuels à l'ordre n alors qu'il n'en est rien. Tu peux donc corriger cette (petite) faute sur Wikipedia, à juste titre.
Plus sérieusement, ton prof a peut-être fait la même coquille dans son cours, et tu as mal interprété.

Citation :
Et puis si je garde tout alors c'est pas ce que j'ai trouvé il manque le reste..

-> Mais non: si tu gardes "tout" (avec les degrés 5) tu auras un autre équivalent, plus précis que le nôtre, mais moins simple!
A ce compte, tu peux aussi aller jusqu'à l'ordre 33 si tu le souhaites!

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 23:28

Ahhh tout es clair a présent
Merci beaucoup a toi.
Je comprend aussi j'ai gardé que le premier terme qui est moins précis mais le plus simple.
Merci
Donc la 2) j' réussi en posant u = 1/x
et j'ai trouvé comme équivalent : lnx/x²
Par contre la 3 je bloque. Je pose u = 1/x encore

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 23:47

Je t'en prie.

J'ai un peu cherché pour la troisième mais je ne parviens pas à simplifier le résultat obtenu.
Tu es sûr qu'il n'y a pas de parenthèses au numérateur, aussi?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 24-02-11 à 23:59

Hum! Ce serait mille fois plus simple avec des parenthèses au numérateur, décidément!!!
Je vais finir par croire que tu les as vraiment oubliées!

Posté par
sadori95
re : Equivalent et DL 25-02-11 à 00:06

Effectivement il y a des parenthese
Desolé! ce sont les 2 logarithme qui sont divisés par les 2 autre logarithmes

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equivalent et DL 25-02-11 à 00:17

Râââ "Sadori ma tuer" !!!



Qu'obtiens-tu après changement de variable et autres manipulations génétiques?

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