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Niveau Licence Maths 1e ann
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Formule de Taylor Lagrange

Posté par
gbsatti
18-05-09 à 00:20

Bonsoir,
voici un exercice pour lequel j'ai besoin d'aide :
Utiliser la formule de Taylor Lagrange pour montrer que pour tout x>0
Arctan(x)x
alors j'ai écrit arctan(x)=x-x^3/3
d'après la formule de taylor il existe c ]0,x[ tel que arctan(x)=x-c^3/3
et comme -c^3/3<0 on en déduit l'encadrement, est-ce que c'est juste ?

En utilisant la formule de Taylor encore une fois, montrer que :
pour tout u0 il existe [0,1] tel que ln(1+u)=u-1/2u^2
pour tout v0 il existe [0,1] tel que e^{-v}=1-v
En déduire que pour tout x[0,1] et h[0,1/2] il existe [0,1] tel que
(1+hx)^{1/h}=e^x(1-1/2x^2h)

Voila pour ça je ne vois pas du tout comment il faut faire car je ne vois pas sur quel intervalle appliquer la formule de taylor. De plus je ne vois pas comment introduire car [0,1] et l'intervalle est fermé ...
Merci de votre aide

Posté par
apaugam
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 11:29

vérifie dans ton cours ce n'est pas du tout cela Taylor Lagrange
pour écrire Taylor Lagrange tu as besoin des valeurs des dérivées successives
tu confond avec les développements limités
regarde ton cours

Posté par
octintin
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 11:54

Non je pense qu'il doit bien utiliser Taylor-Lagrange.
Pour trouver alpha et beta, tu dois appliquer Taylor Lagrange sur l'intervalle [1;1+u] pour la première relation et [0;v] pour la fonction v->e-v. Ensuite le terme devant les monomes u2 et v sont les alpha et beta cherchés après avoir montré qu'ils sont bien entre 0 et 1.

Olivier

Posté par
gbsatti
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 13:15

salut
octintin d'après ce que tu m'as dis j'ai trouvé ==1
(j'ai appliqué la formule de taylor à l'ordre 2 sur les intervalles que tu m'as donné)
apaugam
j'ai remarqué l'erreur et je suis en train de la rectifier :
En appliquant la formule de taylor sur [0,x] j'obtiens
arctan(x)=arctan(0)+x*arctan'(0)+...x^3*arctan'''(c)
=x+x^3(\frac{2(c^2-1)}{(c^2+1)^3})
est-ce qu'il me suffit de montrer que l'expression en c est supérieur à 0 ?

Posté par
apaugam
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 13:43

j'ai l'impression qu'il te manque encore un 3! dans ta formule
vérifie

et puis la dérivée 3ème de Arctg x me paraît un peu "fantaisiste"

et puis il faut majorer Arctg x donc l'expression dont tu parles il faut plutot qu'elle soit négative

et puis tu n'a peut-être pas besoin d'aller si loin
pourquoi ne pas essayer de s'arrêter au terme en x dans la formule de taylor

Posté par
gbsatti
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 15:44

ça y est, en fait j'ai appliqué la formule à l'ordre 1 comme tu m'a conseillé, ensuite j'ai résolu
x\frac {1}{1+c^2}x
et je suis tombé sur c^20 ce qui est vrai car x>c>0
pour le reste est-ce que c'est juste que ==1?

Posté par
gbsatti
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 16:52

j'ai faux en fait arctan(x)x, je croix qu'il fallait plutôt faire :
arctan(x)=arctan(0)+x*arctan'(0)+x^2/2arctan''(c)
j'ai du encadrer la dérivée seconde de arctan mais sa marche aussi

Posté par
octintin
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 17:09

Je n'ai pas fait les calculs jusqu'au bout mais pour moi alpha et beta sont des expressions fonctions de f'(c) ou f''(c) (selon l'ordre d'applciation) dans la formule de Taylor, le fait de truver 1 me parait étrange et impossible !? Alpha=1 signifierai que ln(1+u)=u-1/2u2, et ce pour tout u>0 !!!
alpha et beta doivent etre des fonctions de u (via f' ou f'').

Posté par
gbsatti
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 17:12

je vais refaire le calcul alors

Posté par
gbsatti
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 17:17

ça y est cette fois j'ai trouvé =1/c avec 1+u>c>1

Posté par
apaugam
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 23:20

ça y est, en fait j'ai appliqué la formule à l'ordre 1 comme tu m'a conseillé, ensuite j'ai résolu
x\frac%20{1}{1+c^2}<=x
et je suis tombé sur c^2>0 ce qui est vrai car x>c>0?

pourquoi dis tu que c'est faux ?

Posté par
gbsatti
re : Formule de Taylor Lagrange 18-05-09 à 23:52

parce que j'ai trouvé un exercice similaire :
1-x^2cos(x)1-\frac{x^2}{2}+\frac{x^4}{4}
et dans la correction ils appliquent la formule de taylor à l'ordre 2 et 4 pour l'encadrement
j'ai comparé avec mon exercice et j'en ai déduit qu'il fallait que je le fasse à l'ordre 1 (et là où je dis que c'est faux je l'avais fait à l'ordre 0)

bien entendu il se peut que je me trompe

Posté par
apaugam
re : Formule de Taylor Lagrange 19-05-09 à 04:37

puisque cela marche il n'y a pas besoin d'aller plus loin

Posté par
gbsatti
re : Formule de Taylor Lagrange 19-05-09 à 13:39

d'accord
et pour le reste est-ce que mon =1/c est-il juste ?

Posté par
octintin
re : Formule de Taylor Lagrange 19-05-09 à 18:42

alpha=1/c semble bon (le alpha est bien au numérateur dans ton ecriture 1/2 ?)

Posté par
gbsatti
re : Formule de Taylor Lagrange 19-05-09 à 19:16

oui au numérateur
merci !



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