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Niveau terminale
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dérivabilité en 0

Posté par
gaby775
13-10-05 à 19:05

Bonjour, j'ai un probléme avec une question

soit f définie sur [0;pi]

<==> si x = 0 : f(0) = 1
     Si x]0;] : f(x) = sinx / x
On me demande de déterminer si f dérivable en 0

je souaite donc étudier

Lim f(x) - f(0) / x - 0
x0

c'est une forme indéterminer du type " 0/0 "
j'ai réduit au même dénominateur

f(x) - f(0) / x <==> sin²x - x² / x²
je n'arrive pas a déterminer cette limite.
j'ai penser faire la fonction composé mais cc'est pas ça.

si qq aurait une peit idée.
merci.

Posté par
gaby775
re : dérivabilité en 0 13-10-05 à 19:22

svp

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : dérivabilité en 0 13-10-05 à 19:50

lim(x->0) sin(x)/x = 1

on peut prolonger f(x) en 0 par f(0) = 0

(f(x)-f(0))/(x-0) = ((sin(x))/x)-1)/x = (sin(x) - x)/x²

lim(x->0) [(sin(x) - x)/x²] est une indétermination du type 0/0
-----

Développement limité d'ordre 3 de sin(x):

sin(x) = x - x³/6

lim(x->0) [(sin(x) - x)/x²] = lim(x->0) [(x - x³/6 - x)/x²]

lim(x->0) [(sin(x) - x)/x²] = lim(x->0) [(-x³/6)/x²] = lim(x->0) [-x/6] = 0

Et donc f(x) = sin(x)/x est dérivable en 0.
-----
Je ne sais pas si les DL sont connus en Terminale.

Sinon, on peut utiliser la méthode des taux de variations.

Sauf distraction.  

Posté par
H_aldnoer
re : dérivabilité en 0 13-10-05 à 19:52

Je ne sais pas si les DL sont connus en Terminale.

si les programmes n'ont pas changés depuis l'année dernière non

Posté par
gaby775
re : dérivabilité en 0 13-10-05 à 20:13

nan on n'a pas vu les DL, et l'autre méthode (celle que j'ai essyé de faire) je ne trouve pas

Posté par
gaby775
re : dérivabilité en 0 13-10-05 à 20:23

svp

Posté par
gaby775
re : dérivabilité en 0 13-10-05 à 21:32

vraiment personne ne sait ?????

Posté par jams (invité)re : dérivabilité en 0 13-10-05 à 21:50

Tu peux essayer avec un encadrement :
par exemple tu sais que pour x[0,] on a 0sinxx
donc :
-1/x(sinx-x)/x²0
or lim(x->0) 1/x = 0
grâce au théorème des gendarmes on trouve :
lim(x->0) (sin(x) - x)/x² = 0
sauf erreur de ma part !!

Posté par jams (invité)re : dérivabilité en 0 13-10-05 à 21:55

n'importe quoi j'écrit n'importe quoi :
lim(x->0) 1/x = +
désolé !!!

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : dérivabilité en 0 14-10-05 à 09:04

Quand x->0+(plus)

Posté par
gaby775
re : dérivabilité en 0 15-10-05 à 17:46

en fait c'est pas sa :

j'ai démontré que 0<x-sinx<x^3 / 6

et je cherche a demontrer que f est dérivable en 0
d'ou l'étude de :

lim (x-->0) : f(x)-f(0) / x - 0     car sinon on a uinon on a une forme iondéterminé du type "0/0"

or f(x) - f(0) / x = sinx - x / x²

or
0<x-sinx<x^3 / 6
d'ou
0>-x+sinx > -x^3 / 6
et c'est la que se pose le probléme.
car je ne peut pas diviser par x², pour étudier les limites de f(x) - f(0) / x lorsque x tend vers 0.

si qq aurait une petit piste histoire de me débloquer
merci

Posté par
gaby775
re : dérivabilité en 0 15-10-05 à 18:01

svp

Posté par
gaby775
re : dérivabilité en 0 15-10-05 à 18:15

j'ai essey en écrivant que :

pour tout x différent de 0

x² > 0
d'ou
0> -x + sinx / x² > - x² / 6
d'ou
lim (x--->0) -x²/6 = 0

lim (x--->0) 0 = 0
donc d'aprés le théoréme des gendarme.

lim (x--->0 f(x) - f(0) / x = 0 : limite fini donc f(x) est bien dérivable en 0 et f'(0) = 0



Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : dérivabilité en 0 15-10-05 à 18:19

Vois si ceci te convient:

g(x) = sin(x) -x + x³/6

Pour x dans R+ :

g'(x) = cos(x) - 1 + x²/2
g''(x) = -sin(x) + x
g'''(x) = -cos(x) + 1

g'''(x) <= 0 --> g''(x) est croissante.
g''(0) = 0
Des 2 lignes précédentes, on conclut que g''(x) >= 0 --> g'(x) est croissante.
g'(0) = 1 - 1 + 0 = 0
Des 2 lignes précédentes, on conclut que g'(x) >= 0 --> g(x) est croissante.
g(0) = 0
Des 2 lignes précédentes, on conclut que g(x) >= 0 sur R+

--> sin(x) -x + x³/6 >= 0 sur R+

sin(x) -x >= x³/6 sur R+

(sin(x) -x)/x² >= x/6  (1)
---
h(x) = sin(x) -x
Pour x dans R+ :

h'(x) = cos(x) - 1
--> h'(x) <= 0 --> h(x) est décroissante.
h(0) = 0
Des 2 lignes précédentes, on conclut que h(x) <= 0 sur R+

sin(x) -x <= 0
et comme x² > 0
(sin(x) -x)/x² <= 0 pour x dans R+*  (2)
---
(1) et (2) -->

Dans R+*, on a:

x/6 <= (sin(x) -x)/x² <= 0 sur R*+

lim(x-> 0+) [x/6] <= lim(x-> 0+) (sin(x) -x)/x² <= 0

0 <= lim(x-> 0+) (sin(x) -x)/x² <= 0

Et donc lim(x-> 0+) (sin(x) -x)/x² = 0  (3)
-----
Avec f(x) = (sin(x) -x)/x²
f(-x) = (sin(-x) +x)/(-x)² = -(sin(x) -x)/x² = -f(x)

f est paire et donc son graphe est symétrique par rapport à l'axe des ordonnées.

--> On a aussi lim(x-> 0-) (sin(x) -x)/x² = 0  (4)
-----
Avec (3) et (4) -->

lim(x-> 0) (sin(x) -x)/x² = 0
-----
Sauf distraction, vérifie.  



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