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Niveau Maths sup
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développement limité

Posté par
j123456
18-04-21 à 20:54

Bonsoir,
je dois faire le développement limité à l'ordre 3 au voisinage de 0 de f(x)=\frac{x}{e^x -1}.

Et voilà ce que j'ai fait ( et qui est faux ) : on connait le dl de l'exponentielle au voisinage de 0 donc on connait celui de e^x-1 puis celui de \frac{e^x-1}{x} à l'ordre 3 au voisinage de 0 :

\frac{e^x-1}{x}=1+\frac{x}{2}+\frac{x^2}{6}+o (x^2) puisque x^p o(x^q)=o(x^{p+q}).

Et c'est là en fait, les opérations sur les dl me paraissent plutôt claires  sauf l'inverse d'un dl. La méthode de mon cours utilise la composition avec le dl de \frac{1}{1+x} mais cette méthode je ne la trouve vraiment pas évidente ..

Pourriez-vous me donner la méthode que vous utilisez pour l'inverse d'un dl et comment vous auriez conclu ce calcul de dl ?

Merci de votre aide

Posté par
boninmi
re : développement limité 18-04-21 à 21:15

Bonsoir,

La méthode de ton cours est pourtant vraisemblablement la plus simple.

Posté par
j123456
re : développement limité 18-04-21 à 21:30

Ok, pouvez-vous me dire où est mon erreur alors ?

le dl de \frac{1}{1+x} à l'ordre k est 1-x+x2+..+(-1)k*xk+o(xk) donc finalement en appelant u la partie régulière du dl de \frac{e^x-1}{x},
\frac{1}{\frac{x}{e^x-1}}=\frac{x}{e^x-1}=1-u+u2-u3+o(x3) ? Où sont mes erreurs ?
Et en fait pourquoi on ne peut pas utiliser la composition avec le dl de \frac{1}{x}?

Merci

Posté par
boninmi
re : développement limité 18-04-21 à 22:00

- Pour avoir le DL de f à l'ordre 3 il faudrait que tu commences par trouver celui de son inverse à l'ordre 3. Tu t'arrêtes à l'ordre 2.
- Que vaut u selon toi ?
- Le DL de 1/x au voisinage de 0, ça veut dire quoi selon toi ?

Posté par
j123456
re : développement limité 18-04-21 à 22:32

Mais à l'ordre 3, e^x-1=x+\frac{x^2}{2}++\frac{x^3}{6}+o(x^3) donc en divisant par x, on obtient le résultat déjà écrit ci-dessus non ?

Oui, on obtient n'importe quoi mais en fait je pensais à 1/x au voisinage de 1 mais cela revient au même que d'utiliser la méthode ci-dessus.

Posté par
j123456
re : développement limité 18-04-21 à 22:34

et  u=1+x+\frac{x}{2}+\frac{x^2}{6}

Posté par
lafol Moderateur
re : développement limité 18-04-21 à 22:49

Bonjour
tu penses sérieusement que \dfrac{e^x-1}{x} = 1+1+x+x/2+x²/6 ?

Posté par
j123456
re : développement limité 18-04-21 à 23:55

Non je n'ai jamais dit ça.
Je parlais de la partie régulière du dl de \frac{e^x-1}{x} .
et j'ai lancé ce topic parce que justement je ne comprends pas bien la méthode pour obtenir l'inverse d'un dl donc votre remarque signifie que u vaut tout le dl de \frac{e^x-1}{x} ?

Posté par
boninmi
re : développement limité 19-04-21 à 10:54

j123456 @ 18-04-2021 à 22:32

Mais à l'ordre 3, e^x-1=x+\frac{x^2}{2}++\frac{x^3}{6}+o(x^3) donc en divisant par x, on obtient le résultat déjà écrit ci-dessus non ?

Puisque tu divise par x il faut que ton DL de ex-1 soit à l'ordre 4 de façon à ce que le résultat soit à l'ordre 3.

j123456 @ 18-04-2021 à 22:34

et  u=1+x+\frac{x}{2}+\frac{x^2}{6}

Pour que tu puisses utiliser par composition le DL de 1/(1+x) tu ne peux pas choisir u=1+.... . Réfléchis mieux.

Posté par
GBZM
re : développement limité 19-04-21 à 11:23

Bonjour,

Connais-tu la division suivant les puissances croissantes ? C'est un outil sympa, facile à prendre en main, et qui te servirait ici.

Posté par
j123456
re : développement limité 19-04-21 à 13:54

oui c'est vrai que là pour l'ordre c'est évident mais par contre pour la composition avec le 1/(1+x) mon cours dit bien qu'il faut prendre la partie régulière mais c'est vrai qu'ici elle ne tend pas vers 0 donc la composition ne fonctionne pas..
En corrigeant : \frac{e^x-1}{x}=1+\frac{x}{2}+\frac{x^2}{6}+\frac{x^3}{24}+o(x^3) et u=\frac{x}{2}+\frac{x^2}{6}+\frac{x^3}{24} ?

Et pour la division suivant les puissances croissantes qui ressemble fortement à celle des polynômes, je ne la connaissais pas et c'est exactement ce que je recherchais donc merci. Cette méthode permet vraiment de gagner du temps.

Posté par
GBZM
re : développement limité 19-04-21 à 15:15

Ici il suffit de faire la division suivant les puissances croissantes de 1 par 1+\dfrac{x}{2}+\dfrac{x^2}{6}+\dfrac{x^3}{24} à l'ordre 3, et dans le calcul de la division il est inutile d'écrire les monômes de degrés strictement supérieurs à 3.

Posté par
j123456
re : développement limité 19-04-21 à 23:53

Ok !
En effet cette technique est beaucoup plus simple, merci de votre aide



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