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Limite de fonction trigonométrique.

Posté par
matheux14
23-11-20 à 22:09

Bonsoir ,

Merci d'avance.

Calculer la limite suivante :

\lim_{x\to0} \dfrac{x~ \text{sin} ~x}{1-\text{cos}~x}.

Alors j'ai d'abord écrit autrement car écrite ainsi , la limite de \dfrac{x ~\text{sin}~ x}{1-\text{cos}~x} est indéterminable.

On sait que cos2a=cos x pour a=x/2.

Or cos 2a = cos²a-sin²a et cos²a+sin²a=1 ==> cos²a=1-sin²a.

Donc cos2a=1-2sin²a ==> cos x = 1-2sin²a

\forall ~ x \in \R \setminus \{\pi+2k\pi\}  , \dfrac{x ~\text{sin}~ x}{1-\text{cos}~x}=x ~\text{sin}~ x×\dfrac{1}{1-\text{cos}~x}=x ~\text{sin}~ x×\dfrac{1}{1-(1-2))\text{sin}²(\dfrac{x}{2})}=x ~\text{sin}~ x×\dfrac{1}{2\text{sin}²(\dfrac{x}{2})}

Arrivé là je crois que ça peut aller , mais ce qui me dérange est que la limite en 0 de x sin x =0 ce qui implique que la limite de \dfrac{x ~\text{sin}~ x}{1-\text{cos}~x} est 0. Ce qui n'est pas vraiment juste car  \dfrac{0,01× ~\text{sin}~ (0,01)}{1-\text{cos}~(0,01)} ≈ 1,99 ≈2 (0,01 tendant vers 0)

Posté par
bbjhakan
re : Limite de fonction trigonométrique. 23-11-20 à 22:25

bonsoir

matheux14 @ 23-11-2020 à 22:09


Arrivé là je crois que ça peut aller , mais ce qui me dérange est que la limite en 0 de x sin x =0 ce qui implique que la limite de \dfrac{x ~\text{sin}~ x}{1-\text{cos}~x} est 0.

pourquoi?
tu oublies que ton dénominateur tend aussi vers 0 donc t'es en présence d'une FI aussi avec la 2e expression

mais un moyen de s'en sortir, c'est de faire apparaître des limites connues comme par exemple sin(x)/x en 0 comme on l'avait déjà fait dans des exercices où tu t'entrainais

Posté par
matheux14
re : Limite de fonction trigonométrique. 23-11-20 à 22:29

Je vois .. mais limite en 0 de sin x = 0 ce qui n'arrange toujours pas .. non ?

Posté par
bbjhakan
re : Limite de fonction trigonométrique. 23-11-20 à 22:34

oui mais avec ta 2e expression, avec x non nul,

x \sin x \times \dfrac{1}{2\sin ^2 \dfrac{x}2}=x^2 \times \dfrac{\sin x}x \times \dfrac{1}{2\sin ^2 \dfrac{x}2}

on connait la limite en 0 du deuxième facteur, on fait de même avec le dernier facteur et on trouve bien une limite de 2

Posté par
matheux14
re : Limite de fonction trigonométrique. 23-11-20 à 22:37

Oui effectivement

Merci et bonne soirée

Posté par
bbjhakan
re : Limite de fonction trigonométrique. 23-11-20 à 22:38

y a pas de quoi
tu y es allé un peu vite dans ton 1er message en oubliant qu'on était encore dans le cas 0/0, mais c'est une bonne chose de vérifier ces résultats de la sorte

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Limite de fonction trigonométrique. 24-11-20 à 12:33

Bonjour,
Avec du (1-cos(x)) et x qui tend vers 0, il y a souvent une technique qui fonctionne.
Ça ressemble à une quantité conjuguée :

\dfrac{x~ \text{sin} ~x}{1-\text{cos}~x} = \dfrac{(x~ \text{sin} ~x)(1+\text{cos}~x)}{(1-\text{cos}~x)(1+\text{cos}~x) }

Un sinus se simplifie en suite.

Posté par
matheux14
re : Limite de fonction trigonométrique. 24-11-20 à 12:54

Ok , mais je ne vois pas comment simplifier le sinus là..

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Limite de fonction trigonométrique. 24-11-20 à 13:45

Au dénominateur : 1-cos2(x) = ...

Posté par
matheux14
re : Limite de fonction trigonométrique. 24-11-20 à 19:03

1-cos²x = sin²x

Finalement \dfrac{x~\text{sin}~x}{1-\text{cos}~x}=\dfrac{1}{\dfrac{\text{sin}~x}{x}}×(1+\text{cos}~x)



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