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Epreuve des petites mines, commune, 1995 - corrig´
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Franc¸ois Fayard, prot´eg´e par la GNU Free Documentation License source disponible sur http://www.velvia.org
Probl`eme 1
Partie I
1. (a) i. On cherche le d´eveloppement limit´e (si il existe) de 1/t −1/sin ten 0 `a
l’ordre 4. Calculons tout d’abord l’ordre kauquel il est n´ecessaire d’effectuer
le d´eveloppement limit´e de sin t:
1
t−1
sin t=1
t−1
tDLk−1
=1
t1−1
DLk−1
=1
t(1 −DLk−1) = 1
tDLk−1= DAk−2
Donc k−2 = 4. Il est donc n´ecessaire d’effetcuer un d´eveloppement limit´e de
sin t`a l’ordre 6.
sin t=t−1
3!t3+1
5! t5+o
t→0t6
Donc : 1
sin t=1
t
1
1−1
6t2+1
120 t4+o
t→0(t5)
Par division selon les puissances croissantes :
1
sin t=1
t1 + 1
6t2+7
360t4+o
t→0t5
1
t−1
sin t=−1
6t−7
360t3+o
t→0t4
Donc :
ϕ(t) = −1
6t−7
360 t3+o
t→0
t6=0 t4
Comme ϕ(0) = 0, on en d´eduit :
ϕ(t) = −1
6t−7
360 t3+o
t→0t4
ii. Par troncature, ϕadmet un d´eveloppement limit´e en 0 `a l’ordre 0 donc est
continue en 0. De mˆeme ϕadmet un d´eveloppement limit´e en 0 `a l’ordre 1
donc ϕest d´erivable en 0 et :
ϕ0(0) = −1
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(b) D’apr`es les th´eor`emes usuels, ϕest de classe C1sur [−π/2, π/2] \ {0}. D’apr`es la
question pr´ec´edente, ϕest continue et d´erivable en 0. Il reste `a montrer que ϕ0est
continue en 0. Or :
∀t∈h−π
2,π
2i\ {0}ϕ0(t) = −1
t2+cos t
sin2t
On cherche la limite de cette expression lorsque ttend vers 0. Il est donc n´ecessaire
d’en effectuer un d´eveloppement limit´e `a l’ordre 0. Un raisonnement similaire `a
celui de la question pr´ec´edente nous montrer qu’il faut effectuer un d´eveloppement
limit´e de sin2t`a l’ordre 4 :
sin t=t−1
6t3+o
t→0t3
sin2t=t21−1
6t2+o
t→0t22
=t21−1
3t2+o
t→0t2
Donc, par division selon les puissances croissantes :
cos t
sin2t=1
t2
1−1
2t2+o
t→0t2
1−1
3t2+o
t→0(t2)
=1
t21−1
6t2+o
t→0t2
−1
t2+cos t
sin2t=−1
6+o
t→0(1)
Donc :
ϕ0(t)−−−→
t→0
t6=0
−1
6=ϕ0(0)
Donc ϕ0est continue en 0.
ϕest de classe C1sur −π
2,π
2