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Niveau Maths sup
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pti exo avec la règle de l'Hospital

Posté par
flashy
03-01-07 à 19:11

Soient f et g deux fonctions d'un intervalle [a,b] de R vers R, continues sur [a,b], dérivables sur]a,b[ et telles que g' ne s'annule pas sur ]a,b[.

1)Montrer que (M.q)il existe un réel c]a,b[ tel que:\frac{f(b)-f(a)}{g(b)-g(a)}=\frac{f'(c)}{g'(c)}
On pourra appliquer le théorème de Rolle à:
v(x)=[f(x)-f(a)].[g(b)-g(a)]-[f(b)-f(a)].[g(x)-g(a)]
--> je ne voit pas du tout comment il faut faire.

2) M.q si \lim\frac{f'(x)}{g'(x)}=l alors \lim\frac{f(x)-f(a)}{g(x)-g(a)}=l (c'est la lim en a)
--> je l'ai démontré grâce au taux d'accroissement! Mais je tombe sur lim[\lim\frac{f(x)-f(a)}{g(x)-g(a)}]=l et j'ai déduit que \lim\frac{f(x)-f(a)}{g(x)-g(a)}=l ! Enfaite ça me parait logique mais est-ce que je doit le justifier? si oui comment?
3) donner la lim en 0 de \frac{ch(x)-1}{x^2} puis de \frac{sh(x)-x}{x^3}
--> la première ça va je trouve 1/2 en appliquant la règle de l'hospital! mais pour la deuxième ??

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : pti exo avec la règle de l'Hospital 03-01-07 à 19:16

f(x) = (sh(x) - x)/x³

lim(x-> 0) f(x) est de la forme 0/0 --> Règle de Lhospital.

= lim(x-> 0) (ch(x) - 1)/(3x²) est de la forme 0/0 --> Règle de Lhospital.

= lim(x-> 0) (sh(x)/(6x) est de la forme 0/0 --> Règle de Lhospital.

lim(x-> 0) ch(x)/6 = 1/6
-----


Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : pti exo avec la règle de l'Hospital 03-01-07 à 19:17

Il manque un = devant ma dernière ligne.

Posté par
Matouille2b
re : pti exo avec la règle de l'Hospital 03-01-07 à 19:28

Salut ...

1.v est clairement continue sur [a,b] et dérivable sur ]a,b[
De plus v(a) = v(b) = 0
D'apres le theoreme de Rolle il esiste c appartenant a ]a,b[ tel que v'(c) = 0

Or pour x appartenant a ]a,b[,
v'(x) =[f'(x)].[g(b)-g(a)]-[f(b)-f(a)].[g'(x)]

Donc :
v'(c) =[f'(c)].[g(b)-g(a)]-[f(b)-f(a)].[g'(c)] = 0

et puis que g'(c)<>0, on a
\frac{f(b)-f(a)}{g(b)-g(a)} = \frac{f'(c)}{g'(c)}

Posté par
flashy
re : pti exo avec la règle de l'Hospital 03-01-07 à 19:44

merci  Matouille2b! Par contre je ne comprend pas très bien votre réponse J-P. Enfaite je ne voit pas comment vous appliquez la règle de l'hospital! Avec ch(x)-1/x^2 ça marchait parcequ'on reconnaît la forme f(x)-f(a)/g(x)-g(a) mais je ne voit pas comment appliquer cette règle à sh(x)-x/x^3??

Posté par
Matouille2b
re : pti exo avec la règle de l'Hospital 03-01-07 à 19:54

h(x) = \frac{ch(x) - 1}{x^2}

On pose a=x, b=0, f(x) = ch(x) et g(x) = x^2
f et g vérifient les hypothéses du pb
Donc :
\exists c_x \in ]0,x[, h(x) = \frac{sh(c_x)}{2c_x}

Et on recommence avec les fonctions :
f(x) = sh(x) et g(x) = 2x
\exists d_x \in ]0,c_x[, h(x) = \frac{ch(d_x)}{2}

et qd x tend vers 0, on a c_xtend vers 0, et d_xtend vers 0
donc lim h(x) = 1/2

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : pti exo avec la règle de l'Hospital 03-01-07 à 20:06

Comprendre ce qui a été démontré.

Si f(x) = u(x)/v(x) avec u(x) et v(x) dérivable en a,

si lim(x-> a) u(x) = 0 et  lim(x-> a) u(x) = 0, alors on a:

lim(x -> a) [u(x)/v(x)] = lim(x -> a) [u'(x)/v'(x)]
-----
Si on applique cela à :
lim(x-> 0) [(sh(x) - x)/x³], on a

lim(x-> 0) [(sh(x) - x)] = 0 et lim(x-> 0) [x³] = 0
-->

On a lim(x-> 0) [(sh(x) - x)/x³],  = lim(x-> 0) [(sh(x) - x)'/(x³)']

= lim(x-> 0) [(ch(x) - 1)/(3x²)]

Et de nouveau on a lim(x-> 0) (ch(x) -1) = 0 et lim(x-> 0) [3x²] = 0

-->

On a lim(x-> 0) [(ch(x) - 1)/(3x²)] = lim(x-> 0) [(ch(x) - 1)'/(3x²)']

= lim(x -> 0) [sh(x) / 6x]

Et de nouveau on a On a lim(x-> 0) h(x) = 0 et lim(x->0) 6x = 0

-->

On a  lim(x -> 0) [sh(x) / 6x] = lim(x -> 0) [sh'(x) / (6x)']

= lim(x -> 0)  [ch(x) / 6] = 1/6

----

Posté par
flashy
re : pti exo avec la règle de l'Hospital 04-01-07 à 00:35

ah oui d'accord!Je crois que je n'avais pas très bien compris cette règle qui n'est pourtant pas compliquée!
merci beaucoup!



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