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Petit problème sur les DL !

Posté par
francis_aix
25-12-05 à 18:30

Bonjour et joyeux Noël !

J'ai un petit problème pour calculer un DL.

J'ai une fonction définie de la manière suivante:

f(x)=\frac{\ln\left(1+x\right)}{1+x}.

On me demande d'exprimer le DL de f, à l'ordre n, au voisinage de 0. De plus, le DL doit être sous la forme:

f(x)=\sum\limits_{k=1}^n\alpha_kx^k+x^n\epsilon(x)

\alpha_k est un réel qu'il faut exprimer en fonction de k (pour k entier naturel non nul est plus petit ou égal à n.

Merci pour votre aide parce que là je sèche complètement (pourtant j'ai rien bu!).

Francis

Posté par
Nightmare
re : Petit problème sur les DL ! 25-12-05 à 18:34

Bonsoir

Le dl(0) de ln(1+x) est usuel :
3$\rm ln(1+x)=\Bigsum_{k=1}^{n} (-1)^{k-1}\frac{x^{k}}{k}+o(x^{n})

De plus, x->1/(1+x) est la dérivée de x->ln(1+x) donc il suffit de dériver le dl(0) de ln(1+x) pour trouver celui de 1/(1+x)
Le produit des deux donnera le Dl recherché

Posté par
francis_aix
Question de niveau ? 25-12-05 à 18:41

Rebonjour !

Est-ce que l'exercice que je susi entrain de faire correspond à un niveau de Terminale S ? (Même si mon prof m'a conseillé d'aller lire un cours sur les DL dans un bouquin de maths sup ?)

Posté par
Nightmare
re : Petit problème sur les DL ! 25-12-05 à 18:42

Non bien sur, les développements limités ne sont vus qu'en post-bac

Posté par
francis_aix
c rassurant ! 25-12-05 à 18:47

Merci c rassurant, moi je vois ca comme une application un peu plus complexe de la dérivation... A quoi ca sert concrètement ?

Posté par
Nightmare
re : Petit problème sur les DL ! 25-12-05 à 18:49

à pas mal de choses de l'ordre de l'étude de fonction (notamment pour le calcul de limite)

Posté par
francis_aix
J abuse... 25-12-05 à 18:53

Comment ca ce multiplie des DL ? Je ne dois garder que les termes qui ont un degré plus petit ou égal à n ?

Posté par
Nightmare
re : Petit problème sur les DL ! 25-12-05 à 18:55

ça se multiplie comme les polynômes (puisque ce sont finalement des polynômes)

Posté par
francis_aix
est-ce le bon théorème ? 25-12-05 à 19:07

Re !

Soient n\in N, f, g: I\longrightarrow R. Si f et g admettent des DL_n0 de parties régulières P et Q:

\left\{\begin{array}{l} \left\{\begin{array}{l} deg(P)\le n \\ \forall x\in I, f(x)=P(x)+o\left(x^n\right)\end{array}\right. \\ \left\{ \begin{array}{l} deg(Q)\le n \\ \forall x\in I, g(x)=Q(x)+o\left( x^n\right)\end{array} \right. \end{array}\right.

alors f\times g admet un DL_n0 dont la partie régulière est obtenue en tronquant P\times Q au degré n.

Est-ce ce théorème que je dois utiliser ?

Posté par
Nightmare
re : Petit problème sur les DL ! 25-12-05 à 19:17

Oui, la question ne se pose pas

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Petit problème sur les DL ! 25-12-05 à 21:51

Bonsoir francis_aix et Nightmare;
En remarquant que la fonction f est indéfiniment dérivable sur ]-1,+\infty[ on conclut qu'elle admet un DL(0) à tous les ordres et vu que f(0)=0 on peut effectivement affirmer que pour tout entier strictement positif n le DL_n(0) est de la forme:
f(x)=(\Bigsum_{k=1}^{n}a_kx^k)+o(x^n)=P_n(x)+o(x^n) en remarquant ensuite que (1+x)f(x)=ln(1+x)=\Bigsum_{k=1}^{n}\frac{(-1)^{k-1}x^k}{k}+o(x^n) on a par unicité du DL que:
\fbox{(1+x)P_n(x)=\Bigsum_{k=1}^{n}\frac{(-1)^{k-1}x^k}{k}+o(x^n)} soit \fbox{a_1=1\\\forall k\in\{2,..,n\}\hspace{5}a_k+a_{k-1}=\frac{(-1)^{k-1}}{k}} ainsi si on pose \fbox{\forall k\ge1\\b_k=(-1)^{k-1}a_k} on voit que \fbox{b_1=1\\\forall k\in\{2,..,n\}\hspace{5}b_k-b_{k-1}=\frac{1}{k}} et donc \fbox{\forall k\ge1\\b_k=\Bigsum_{i=1}^{k}\frac{1}{i}} et par suite 3$\blue\fbox{\forall k\ge1\\a_k=(-1)^{k-1}\Bigsum_{i=1}^{k}\frac{1}{i}}

Sauf erreurs...

Posté par
francis_aix
Merci !!!!! 26-12-05 à 15:02

Merci pour la réponse aussi détaillée !!!! Je suis arrivé aux mêmes conclusions !
Ca devient presque un plaisir de faire les DM avec vous ! Merci encore
Francis



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