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Programme de mathématiques PCSI · semestre 2

b) Développements limités

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138 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Développement limité à l’ordre $n$ d’une fonction en un point. Unicité des coefficients, troncature.
Le développement limité à l’ordre $n$ de $f$ en $a$ peut se ramener à celui de $h\mapsto f(a+h)$ en 0.
Signe de $f$ au voisinage de $a$.
Développement limité en 0 d’une fonction paire, impaire.
Caractérisation de la dérivabilité par l’existence d’un développement limité à l’ordre 1.
Opérations sur les développements limités : combinaison linéaire, produit, quotient.
On privilégie la factorisation par le terme prépondérant pour prévoir l’ordre d’un développement.
Les étudiants doivent savoir déterminer sur des exemples simples le développement limité d’une composée, mais aucun résultat général n’est exigible.
Primitivation d’un développement limité.
Formule de Taylor-Young : pour $f$ de classe $\mathscr{C}^n$, développement limité à l’ordre $n$ en 0 de $h\mapsto f(a+h)$.
Développement limité à tout ordre en 0 de exp, sin, cos, sh, ch, $x\mapsto\ln(1+x)$, $x\mapsto\dfrac{1}{1-x}$, $x\mapsto(1+x)^\alpha$, Arctan.
Développement limité à l’ordre 3 en 0 de tan.
Application des développements limités à l’étude locale d’une fonction.
Condition nécessaire, condition suffisante à l’ordre 2 pour un extremum local en un point intérieur.
Calculs d’équivalents et de limites, position relative d’une courbe et de sa tangente, détermination d’asymptotes.
L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4004

Soit \(f:\R \to \R\) trois fois dérivable en \(a\). Étudier ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4006

Soit \(f:\R \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^\infty\) telle que pour tous ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4009

Soit \(f : {[a,b]} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\). On note ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4010

Soit \(f : {[-a,a]} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\). Montrer que :

...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4011

Soit \(f:\R \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^{n+1}\). Pour ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4012

Différences finies Soit \(f:\R \to \R\) de classe ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4013

Soit \(f : \R \to \R\) une fonction de classe \(\mathcal{C}^2\). On suppose : ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4019

Calculer le développement limité de \(\left(\frac{\tan x}x\right)^{1/x^2}\) en  ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4020

\(\frac 1{\sin^2x} - \frac 1{\sh^2x} \to \frac 23\) lorsque ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4021

\(\frac 1x\ln\Bigl(\frac {e^x-1}x \Bigr) \to \frac 12\). lorsque ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4022

\(x^{\arcsin x} \to 1\) lorsque ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4023

\(\frac {\sqrt{x+3} - \sqrt[3]{3x+5}}{1 - \tan(\pi x/4)} \to 0\) lorsque ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4024

Soient \(a_1,\dots,a_n \in \R\). CNS pour que ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4025

On pose \(u_{n,p} = \left({\frac1n \sum_{k=0}^{n-1} \Bigl(1+\frac kn\Bigr)^{1/p}}\right)^p\). Trouver : ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4026

Calculer \(\lim_{n\to\infty} \sum_{k=1}^n \sin \frac k{n^2}\) puis ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4027

Pour chacune des courbes suivantes, déterminer la tangente pour \(x=0\) et la position de la courbe par rapport à ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4028

On pose : \(f(x) = 1/(1+x)\), \(g(x) = e^{-x}\), ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4029

Rechercher si les courbes suivantes admettent une asymptote en \(+\infty\) et déterminer la position s’il y a lieu ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4030

Montrer que \(\frac1x\ln(\ch x)\) admet en \(+\infty\) un développement limité gé ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4031

Soit \(f : \R \to \R\) une fonction de classe \(\mathcal{C}^n\). On pose ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4032

Soit \(P \in \R[X]\) de valuation 1. Démontrer que pour tout entier \(n \in \N\), ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4033

Développer de deux manières \((1-e^x)^n\) en \(0\) à l’ordre ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4034

Soit \(f : \R \to \R\) deux fois dérivable. Chercher ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4035

Soit \(f : \R \to \R\) convexe dérivable telle que ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4037

Montrer que l’équation \(\tan x = x\) possède une unique solution \(x_n\) dans ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4038

On note \(f_n(x) = x\cos^nx\). Soit \(x_n \in \left[0,\frac \pi2 \right]\) tel qu ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4039

Soit \(f : x \mapsto \frac{x+1}x e^x\).

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4040

Soit \(f(x) = \frac{\ln|x-2|}{\strut\ln|x|}\). Montrer que pour tout \(n\in\N^*\) ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4042

Montrez que pour \(n\) entier (\(n>0\)) l’équation ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4043

Pour tout \(n\) entier naturel non nul, on donne ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4045

Trouver \(a,b\in\R\) tels que \[\cos x - \frac{1+ax^2}{1+bx^2}\] soit un ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4046

Trouver \(a,b\in\R\) tels que \(\sin x - \frac{x+ax^3}{1+bx^2}\) soit infiniment ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4047

Simplifier \(\arccos(1-2x^2)\), en trouver un équivalent pour \(x \to 0\), puis d ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4048

Soient \(P(X) = X + aX^3 + bX^5 + cX^7\) et ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4049

Soient \(u,v\) deux fonctions positives, \(u \sim v\), ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4051

Chercher un équivalent simple en \(0^+\) de ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4053

Soit \(f(x) = \ln(1+x) - x\).

L2 Analyse Equation différentielle

exo7 4067

On désigne par \(y\) la solution de l’équation différentielle ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4165

Montrer que l’équation : \(x^3+y^3-3xy=1\) définit au voisinage de \(0\) une fonc ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4169

Soit l’équation \((*) \Leftrightarrow x^5 + \lambda x^3 + \mu x^2 -1 = 0\). Montrer qu’il existe un voisinage, ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4182

On pose pour \((x,y)\in\R^2\) : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4226

Pour \(0<a<b\), déterminez ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4313

Chercher \(\lim_{x\to0} \int_{t=x}^{2x} \frac{\cos t\ln(1+t^2)}{\sin^2t\sh t}\,d t\).

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4321

Soit \(a > 0\). Donner le DL en \(x=1\) à l’ordre 3 de ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4326

Donner les deux premiers termes du DL pour \(n\to\infty\) de ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4327

Donner les deux premiers termes du DL pour \(n\to\infty\) de ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4540

Soit \(f_n(x) = \frac{n^x}{(1+x)(1+x/2)\dots(1+x/n)}\).

L2 Analyse Série entière solution

exo7 4575

Développer en série entière : \(\ln(\sqrt{1-2x\ch a + x^2})\).

L2 Analyse Série entière solution

exo7 4576

Développer en série entière \(\frac{e^x}{1-x}\) puis \(\frac{e^{x^2}}{1-x}\).

L2 Analyse Série entière solution

exo7 4588

Soit \((u_n)\) définie par, pour tout \(n\in \N\), ...