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borner tan x

Posté par
pingouin
28-12-04 à 12:11

Bonjour,

Le problème est le suivant :
1) Démontrer que tanxx    sur l'intervalle [0;/2].

2) Démontrer que tanxx+1/3 x^3 sur l'intervalle [0;/2].

J'ai résolu le premier problème en utilisant l'inégalité des accroissements finis.
Pourrait-on me donner un coup de main pour résoudre la deuxième question?
Merci.

PS : l'utilisation de la formule de Taylor pour les développements limités est proscrite.

Posté par miquelon (invité)re : borner tan x 28-12-04 à 12:18

Bonjour,

Pour la 2.
Vous pouvez poser f(x) = tan x - x - x3/3 et étudier la fonction f sur [0;/2] pour montrer que f(x) est toujours positive.

(dérivée, tableau de variation, puis en déduire le signe de la fonction f)

Posté par la_fureur (invité)re : borner tan x 27-07-05 à 11:58

Salut!
Pour la 1)
tan x=0
et sur l'intervalle [0;/2)] tan est toujours croissant (à démontrer avec la dérivé je crois)

donc sur [0;/2)]  tanx x  

Posté par la_fureur (invité)re : borner tan x 27-07-05 à 11:59

j'voulais mettre tan0=0 et pas tan x=0
désolé

Posté par
lyonnais
re : borner tan x 27-07-05 à 12:09

>> la_fureur

le post date du 28/12/2004 ... je sais pas s'il veut encore la réponse

++ sur l'

Posté par la_fureur (invité)re : borner tan x 27-07-05 à 12:13

oups lol

Posté par Shadyfj (invité)re : borner tan x 27-07-05 à 12:37

la_fureur tu dis tan(0)=0 et la fonctions tan est strictement croissante sur [0;pi/2[ (l'intervalle est semi-ouvert contrairement à ce qui a été marqué précédemment)
Donc tan(x)>x ce qui est faux (enfin le raisonnement) on en déduit juste que tan(x)>0

Posté par aicko (invité)... 27-07-05 à 14:48

bonjour à toutes et à tous
>Shadyfj

il me semble que ce que tu affirmeq semble incorrect
tu oublies l'hypothèse de continuité sans laquelle tu ne peux pas affirmer tan x0 sur [0;\frac{pi}{2}[

utilisons la formule de taylor avec reste integrale à l'ordre 3

la fonction qui à xf(x)=tanx est 3 fois dérivable et admet une derivée d'ordre 4 qui est integrable sur [0;\frac{pi}{2}[
et
x [0;\frac{pi}{2}[ :

f(x) =0 +x+\frac{x^3}{3}+\int_0^{x}\frac{(x-t)^3}{3!}f^{(4)}(t)dt

j'obtiens f^{(4)}(x) = \frac{sinx[8cos^2x+8+2sin^2x]}{cos^5x} (on retrouve bien que f^{(4)}(x) est impaire car f est impaire....

de plus le sin x et cos x sont positifs sur cet intervalle
et \frac{(x-t)^3}{3!} est positif sur cet intervalle [0;x]

donc la fonction t\frac{(x-t)^3}{3!}f^{(4)}(t) est continue et négative sur [0;x]

ainsi x [0;\frac{pi}{2}[
\int_0^{x}\frac{(x-t)^3}{3!}f^{(4)}(t)dt= f(x) - x-\frac{x^3}{3} 0

CONCLUSION :
x [0;\frac{pi}{2}[

\Huge{ f(x)}   \Huge{x+\frac{x^3}{3}}

\Huge{tan x}   \Huge{x+\frac{x^3}{3}}

SAUF ERREUR.........



Posté par titimarion (invité)re : borner tan x 27-07-05 à 14:57

C'est marrant plus personne ne veut de réponse à ce post pourtant il suscite un grand intéret.
Aicko desole de te contredire mais si la fonction est srtrictement croissante pas besoin de la continuité pour affirmer qu'elle est positive.

Posté par aicko (invité)re : borner tan x 27-07-05 à 15:33

mais bien sûr que si si il y avait une valeur de x de [0;pi/2[ telle que tanx serait indeterminé, on aurait une asymptote verticale, en x- elle serait positive et en x+ (comme en pi/2)elle serait négative mais bien sûr ce n'est pas le cas pour tan x car elle est continue sur [0;pi/2[

Posté par philoux (invité)re : borner tan x 27-07-05 à 15:42

bonjour

Y aurait-il une autre méthode en évitant maclaurin ?

merci

Philoux

Posté par aicko (invité)re : borner tan x 27-07-05 à 16:03

bonjour Philoux; il y a la methode classique + inegalite (1)
f(x) = tan x - x - \frac{x^3}{3}
f'(x)= \1+tan^2x-1-x^2 = \tan^2x-x^2

et en utilisant la premiere inegalité on obtient f' positive sur [0;pi/2[
donc f est croissante et continue et tan 0=0 donc f(x)0 sur [0;pi/2[

Posté par philoux (invité)re : borner tan x 27-07-05 à 16:13

Merci aicko

ok, c'est donc l'étude de f(x)...

Philoux



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