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Niveau Maths sup
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Limite de fonction hyperbolique

Posté par
hugobenoiloi
16-03-19 à 18:45

Bonjour à tous,
Je suis bloqué sur une question, il faut trouver la limite de f(x) lorsque x tend vers pi/6
(nous faisons en ce moment même les DL et séries)

f(x)=(arctan(2(sin(x))-pi/4)/cos(3x)

Je pense qu'il faut appliqué la fonction tangente pour simplifier l'expression, mais je suis bloqué car je me trouve avec un tancos(3x) au dénominateur

J'ai:
(2sin(x)-1/1+2sin(x))/tancos(3x)

Merci de m'éclairer!

Posté par
carpediem
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 19:00

salut

que fait le numérateur en pi/6 ? le dénominateur ?

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 19:16

Le numérateur tend vers arctan(2sin(Pi/6)-Pi/4)
et le dénominateur tend vers 0

Posté par
larrech
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 19:25

Bonjour,

Ce ne serait pas arctan(2sin(Pi/6))-Pi/4 plutôt ?

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 19:26

Oui effectivement, désolé!

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 19:42

Excusez moi de déranger encore mais je ne vois pas en quoi cela m'aide à avancer car je ne connais pas arctan(2sin(Pi/6)).
Merci de m'éclairer à nouveau!

Posté par
larrech
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 20:00

C'est arctan(1)=/4 précisément, d'où le problème...

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 20:08

Merci beaucoup! Donc je vais appliquer la fonction tangente au numérateur!

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 20:12

Je trouve 2sin(x)-1/1+2sin(x)
Et sin(pi/6)=1/2 donc j'ai un O/2 au numérateur.

Mais j'ai un problème car j'ai appliqué la tangente seulement au numérateur :/

Posté par
larrech
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 21:12

J'écrirais plutôt ça

f(x)= \dfrac{arctan(2sinx)-arctan1}{2sinx-1} \times \dfrac{2sinx-1}{x-\frac{\pi}{6}}\times \dfrac{x-\frac{\pi}{6}}{cos(3x)-cos\frac{3\pi}{6}}

comme on fait quand on ignore tout des DL mais qu'on a vu les dérivées.

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 21:19

Merci de votre réponse,
Mais je ne vois pas le rapport avec les dérivées ici?

Posté par
larrech
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 21:24

Quand x\to\dfrac{\pi}{6},   2 sinx\to1.

La première est donc à la limite, la valeur de la dérivée de arctan(u) au point u=1.

A vous pour les autres.

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 21:25

Merci beaucoup de votre réponse!

Posté par
larrech
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 21:31

OK, n'oubliez pas de nous donner votre résultat.

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 21:38

Quand vous dites
"La première est donc à la limite, la valeur de la dérivée de arctan(u) au point u=1. "
Qu'est ce que la première? Le terme arctan(2sinx)-arctan(1)/2sin(x)-1?

Et la dérivé de arctan(u) est u'/1+u^2 mais si u=1 alors la dérivé vaut 1/2?
Je ne comprends pas pourquoi on a développé l'expression avec 3 multiplications, pouvez vous me dire qu'est ce que cela apporte? Merci beaucoup

Posté par
larrech
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 22:00

Oui, je parlais de la première fraction, c'est à dire du terme (arctan(2sinx)-arctan(1))/(2sin(x)-1)

En posant u=2sinx on a bien quand x/6, la valeur de la dérivée de uarctan(u) au point u=1, soit effectivement 1/2.

La seconde fraction, qui peut s'écrire 2(sinx-1/2)/(x-/6) a pour limite quand x/6,   2 fois la dérivée de sinx en ce point, soit 3

Enfin la dernière c'est l'inverse de (cos(3x)-cos(3/6))/(x-/6) dont la limite est la valeur de la dérivée de cos(3x) au point x=/6. Cet inverse est donc -1/3

Au bout du compte, la limite cherchée est le produit des 3 llimites, soit L=-3/6

Evidemment, c'est sans doute moins savant qu'une succession de DL, mais on obtient le résultat, sans trop d'efforts..

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 22:03

Merci beaucoup pour cette méthode, je ne la connaissais pas et je n'aurais jamais trouvé sans! De plus, pourriez-vous me donner les étapes du raisonnement par DL, car je ne sais pas où commencez vu que les formules ne sont qu'applicables en 0, et pas en pi/6!

Posté par
larrech
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 22:09

A vrai dire, je n'ai pas cherché car j'ai trouvé plus simple de faire autrement. Pour se ramener en 0, on peut poser x=/6-u

Un autre intervenant a peut-être avancé sur le sujet ?

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 22:10

Je vais essayer de le faire de cette manière et je posterai le résultat.
Merci encore de votre aide et bonne soirée!

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 22:18

Je trouve:

Arctan(cos(u)-sqrt(3)sin(u))-pi/4/sin(3u)

Or, je ne sais pas à quel ordre appliqué le DL, et si je dois l'appliquer sur Arctan, Cos ou bien Sin...
Merci!

Posté par
larrech
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 22:44

Je ne vois pas comment se ramener à un DL connu pour l'arctan. Son argument tend vers 1, pas vers 0. On pourrait songer à effectuer un développement de Taylor, en calculant les dérivées successives en 0 et en évaluant le reste, tout ça à un ordre convenable.

Une autre façon de faire serait d'appliquer la règle de L'Hôpital à l'expression donnée. Mais ce n'est sûrement pas ce qui est attendu ici.

Je manque de courage, là...Désolé.

Posté par
carpediem
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 22:56

j'aurai évidemment fait comme larrech l'a fait à 21h12 ...

mais je n'ai pu le proposer puisque hugobenoiloi a été infoutu de faire le calcul que je lui demandais :

hugobenoiloi @ 16-03-2019 à 19:16

Le numérateur tend vers arctan(2sin(Pi/6)-Pi/4) il est évident qu'on veut une valeur numérique correspondant au résultat de ce calcul
et le dénominateur tend vers 0
au parenthèsage faux près bien sur ....

et alors on aurait reconnu la FI 0/0 qui est classiquement un taux de variation ... ce que larrech montre à 21h12 ...

Posté par
hugobenoiloi
re : Limite de fonction hyperbolique 16-03-19 à 23:01

Merci à larrech d'être patient et précis dans vos messages! Je vous souhaite une bonne soirée.



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