Exercices Chapitre 6 : s´election
Exercice 6.1. Polynˆome de Taylor (apprendre par coeur) :
Pour f(x) = sin(x) les d´eriv´ees sont f0= cos, f00 =sin(x), f000 =
cos(x), f(iv)= sin(x), f(v)= cos(x) et f(0) = 0, f0(0) = 1, f00(0) =
0, f000(0) = 1, f(iv)(0) = 0, f(v)(0) = 1 et donc
P5(sin x) = x1
6x3+1
120x5.
Pour cos(x) on a
P5(cos x)=11
2x2+1
24x4.
Pour exon trouve P5(ex) = x+1
2x2+1
3! x3+1
4! x4+1
5! x5.
Pour ln(1 + x) on a P5(ln(1 + x)) = x1
2x2+1
3x31
4x4+1
5x5.
Exercice 6.3. 1. Utiliser : On a Pn(f·g) = troncature `a degr´e ndu produit Pn(f)·
Pn(g) et les r´esultats de l’exo 6.1 ; on d´esigne σnce troncature.
P4(cos x)·P4(ln(1 + x)) = σ4(1 1
2x2+1
24x4)·(x1
2x2+1
3x31
4x4)
=x1
2x21
6x3.
3. On utilise d’abord que 1 + y+y2+y3+y4+··· =1
1yet ensuite on
pose y= sin(x) = x1
6x3+o(x4) ce qui donne
1
1sin(x)=σ41 + x1
6x3+ (x1
6x3)2+ (x1
6x3)3+ (x1
6x3)4+o(x4)
= 1 + x1
6x3+ (x21
3x4) + x3+x4+o(x4)
= 1 + x+x2+5
6x3+2
3x4+o(x4).
Exercice 6.5. 1.
(1 + x)2= 12x+2
2x2+··· +2
nxn+o(xn)
= 1 2x+ 3x24x3+ 5x4+··· + (1)n(n+ 1)xn+o(xn).
Donc
(1 x)2= 1 + 2x+ 3x2+ 4x3+ 5x4+··· + (n+ 1)xn+o(xn).
1
2. 1
1x= 1 + x+··· +xn+xn+1 +o(xn+1).
Donc, en d´erivant :
1
1x0
=1
(1 x)2= 1 + 2x+···(n+ 1)xn+o(xn).
3.
1
1x2
=σn(1 + x+··· +xn+xn)2+o(xn)
= (1 + x+ (x2+x2)+(x3+x3+x3) + ···
+(xn+··· +xn
| {z }
nfois
) + o(xn).
Exercice 6.8. 1. On utilise que arcsin(x)0= 1/1x2. Donc
1
1x2= (1 x2)1
2= 1 (1
2)(x2) + (1
2)·(1
21)
2
| {z }
=3
8
x4+o(x4)
et donc en inegrant :
arcsin(x) = Z1
1x2= constante + x+1
6x4+3
8·5x5+o(x5).
Le constante vaut arcsin(0) = 0.
2. On a sin(y) = y1
6y3+1
120 y5+o(y5) et donc
x= sin(arcsin x) = (ax +bx3+cx5)1
6(ax +bx3+cx5)3
+1
120(ax +bx3+cx5)5+o(x5)
=ax +bx3+cx51
6(a3x3+ 3a2bx5) + 1
120a5x5+o(x5)
donc a= 1, b1
6= 0, c+1
120 1
2b= 0. Donc b=1
6et c=1
12 1
120 =
9
120 =3
40 .
Exercice 6.11. 1. On a
argtanh(x)0=1
1x2= 1 + x2+x4+··· +x2n+o(x2n+1).
En inegrant on a donc
argtanh(x) = Z1
1x2=x+1
3x3+1
5x5+···+1
2n+ 1x2n+1 +o(x2n+2).
2
2. On a ln(1 + x) = x1
2x2+1
3x3+··· + (1)n+1 1
nx)net ln(1 x) =
x1
2x21
3x3+··· − 1
nxnet donc en prenant la diff´erence, seul les
termes de degr´e impair survivent et on a :
argtanh(x) = x+x+1
3x3+1
5x5+··· +1
2n+ 1x2n+1 +o(x2n+2).
Exercice 6.13. 1. On a ex2= 1 + x2+o(x2), cos(x)=11
2x2+o(x2)
donc
ex2
cos(x)
x2= (1 + 1
2) + o(1) =lim
x0
ex2
cos(x)
x2=3
2.
4. On a ln(1 + x) = x1
2x2+o(x2) et sin(x) = x+o(x2) et donc
ln(1 + x)sin(x)
x2=1
2+o(1) =lim
x0
ln(1 + x)sin(x)
x2=1
2.
8. On a y=xsin x=1
6x3+o(x3) et donc sin(y) = y+o(y) = 1
6x3+o(x3).
Aussi (1 + x3)1
2= 1 + 1
2x3+o(x3) et donc (1 + x3)1
21 = 1
2x3(1 + o(1))
et donc
sin(xsin(x))
(1 + x3)1
21=1
3(1 + o(1)) =lim
x0
sin(xsin(x))
(1 + x3)1
21=1
3.
Dans ce calcul on utilise que si f(x) = 1 + o(1), alors aussi 1/f(x) =
1 + o(1).
12. On utilise arctan(x) = x+1
3x3+o(x3), tan(x) = x+1
3x3+o(x3),
sin(x) = x1
6x3+o(x3) et arcsin(x) = x+1
6x3+o(x3). Donc
arctan(x)sin(x) = 1
6x3+o(x3)
tan(x)arcsin(x) = 1
6x3+o(x3) = 1
6x3(1 + o(1))
arctan(x)sin(x)
tan(x)arcsin(x)=1 + o(1) =lim
x0
arctan(x)sin(x)
tan(x)arcsin(x)=1.
Dans ce calcul on utilise de nouveau que si f(x) = 1 + o(1), alors aussi
1/f(x) = 1 + o(1).
3
1 / 3 100%
La catégorie de ce document est-elle correcte?
Merci pour votre participation!

Faire une suggestion

Avez-vous trouvé des erreurs dans linterface ou les textes ? Ou savez-vous comment améliorer linterface utilisateur de StudyLib ? Nhésitez pas à envoyer vos suggestions. Cest très important pour nous !