Devellopement Limite Ts

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J-R
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Devellopement Limite Ts

par J-R » 22 Oct 2007, 17:32

bonjour,

j'ai des questions par rapport au DL:

1) qu'est ce que ca change si on fait un DL d'ordre 6 ou d'ordre 10 ?

2) pourquoi si on fait un DL d'ordre n on doit nécessairement obtenir un polynome de degré n quite à supprimer de plus haut degré ?

par exemple un DL en 0 d'ordre 3 de cos(x) c'est :

.

mais on l'aurais fait à l'ordre 1 il faudrait "supprimer" les h^2 et h^3 ?

qu'est ce que ca change ?


et commnet choisir l'ordre de notre Dl.

par exemple on nous donne une limite à calculer:

là j'avais fait un DL d'ordre 6 de et j'avais obtenu ? mais j'ai fait à l'ordre 6 comme j'aurais pu le faire à l'ordre 3 ?

d'où vient la formule de Mac Laurin (juste expliquer en quelques mots)....


merci



J-R
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par J-R » 22 Oct 2007, 18:36

bon allez je met la forumle pour remonter le topic :

le DL de f à l'ordre n en a est :


Skullkid
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par Skullkid » 22 Oct 2007, 18:44

Bonjour.

"J-R" a écrit:1) qu'est ce que ca change si on fait un DL d'ordre 6 ou d'ordre 10 ?


Ça change la qualité de l'approximation de ta fonction au voisinage du point considéré : un DL10 est plus précis qu'un DL6, parce que la quantité négligée est plus petite. Accessoirement, pour peu que ta fonction soit un peu compliquée, ça peut radicalement changer le temps de calcul du DL...

"J-R" a écrit:2) pourquoi si on fait un DL d'ordre n on doit nécessairement obtenir un polynome de degré n quite à supprimer de plus haut degré ?

par exemple un DL en 0 d'ordre 3 de cos(x) c'est :

.

mais on l'aurais fait à l'ordre 1 il faudrait "supprimer" les h^2 et h^3 ?


(Attention, c'est )

On n'obtient pas toujours un polynôme de degré n, mais un polynôme de degré inférieur ou égal à n. Ce qui est appelé l'ordre du DL, c'est l'ordre du reste, c'est-à-dire ton , qu'on note en général . Ici l'ordre du reste est 3, c'est-à-dire qu'on sait que le quotient de cette quantité par tend vers 0 en 0. Si on avait fait un DL1, le reste aurait été d'ordre 1, un , et le terme aurait été inclus dedans, puisqu'il est négligeable devant h en 0 (le quotient tend bien vers 0 en 0).

D'une manière générale, si on connaît le DL à l'ordre n d'une fonction f en , la partie polynômiale du DL à l'ordre de f en s'obtient en tronquant la partie polynômiale du DLn au degré p, ce qui est logique puisque les termes en avec sont négligeables devant en , on ne les supprime pas, ils sont inclus dans le reste d'ordre p.

"J-R" a écrit:commnet choisir l'ordre de notre Dl.

par exemple on nous donne une limite à calculer:

là j'avais fait un DL d'ordre 6 de et j'avais obtenu ? mais j'ai fait à l'ordre 6 comme j'aurais pu le faire à l'ordre 3 ?


Le choix de l'ordre du DL dans un calcul de limite demande un peu d'expérience, a priori y a pas de règle absolue, faut en quelque sorte anticiper ce que va donner ton DL, pour que tu puisses te retrouver avec un "terme significatif" qui te donnera la limite. Dans ton cas, le dénominateur est , donc un DL5 de suffit, et on obtient si mes calculs sont bons. Avec un DL3, on obtient , et on ne peut pas conclure puisqu'on ne connaît pas la limite de .

En ce qui concerne la formule de Mac Laurin, qui je suppose est celle que je connais sous le nom de formule de Taylor avec reste Lagrange, je ne sais pas vraiment d'où elle vient, mais je suppose que les factorielles sont liées aux dérivées successives des polynômes, l'idée du DL étant l'approximation d'une fonction par un polynôme.

Voilà, en espérant t'avoir éclairé =)

Nightmare
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par Nightmare » 22 Oct 2007, 19:02

Salut J-R :happy3:

Qu'entends-tu exactement par "d'où vient la formule de Mac Laurin" ?

Historiquement je n'en sais rien, mathématique comme je te l'ai déjà dit elle découle de Taylor-Laplace et plus simplement du théorème fondamental de l'analyse.

J-R
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remerciements sincères à Skullkid :happy2:

par J-R » 22 Oct 2007, 19:05

merci Skullkid pour ces réponses bien précises. ;)

J'avais du mal à comprendre cette idée du reste mais maintenant c'est clair.

par contre pouir la notion de "négligeable" j'ai du mal à voir:

le terme aurait été inclus dedans, puisqu'il est négligeable devant h en 0 (le quotient tend bien vers 0 en 0).


j'ai compris qu'on ne supprimais pas les les dégré supérieurs à n, pourquoi sont ils tous négligeables ?


et quand tu dis qu'on obtiens pas toujours une fonction polynome de degré n mais de degré inférieur. D'après la formule on obtiens toujours un polynome du meme ordre que notre DL ?

sinon ok le travail fera le reste :)

merci

J-R
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par J-R » 22 Oct 2007, 19:09

Nightmare: je ne sais pas mais ça me fait bizarre de voir une formule qui me tombe dessus sans savoir d'où elle vient...

l'histoire je m'en moque un peu mais quelle est l'idée de la démarche pour obtenir cette formule ?

Skullkid
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par Skullkid » 22 Oct 2007, 19:22

Une fonction f est dite négligeable devant une fonction g en un réel a si . Si k > p on a bien .

Sinon pour l'histoire des degrés, il est possible que , alors on aura un polynôme de degré n-1 (ou moins). Par exemple pour le cos en 0, on a et , dans les deux cas on a un polynôme de degré 2, alors que les ordres des DL sont différents.

J-R
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par J-R » 22 Oct 2007, 19:36

ah d'accord c'est bon j'ai compris :)

je me met à l'entrainement et je pose si problème ;)

merci sincèrement pour le temps consacré :we:

Nightmare
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par Nightmare » 22 Oct 2007, 19:58

Ben la démonstration elle est banale tu la trouveras si tu tapes le théorème sur google, maintenant, cette formule peut paraitre brutale, mais au fond elle est naturelle.

On voit bien que pour obtenir une courbe au voisinage d'un point, on regarde comment est sa tangente (donc la dérivée), pour avoir plus de précision, on regarde au niveau de la dérivée seconde etc...
Pourquoi un polynôme? Pour aplanir la courbe histoire d'avoir une meilleur approximation. Bref, c'est très grossier mais ça se voit bien.

Si tu veux la démo je te la ferai.

J-R
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par J-R » 23 Oct 2007, 16:58

ouais j'ai jeté un oeil sur le net à propos de cette formule. Naturelle naturelle euh ... pas pour moi, si on veut ok je peux voir que pour plus de précision on prend la dérivée suivante mais pour le n! là je ne vois pas trop d'intuition mais bon ....

sinon j'ai à vous soumettre un exo:

Donner un DL à l'ordre au voisinage de 0 de


bon alors:



En déduire un DL à l'ordre 4 au voisinage de 0 de


alors là je ne sais aps si j'ai effectué la bonne méthode ...

en fait j'ai déterminé un DL de cos(x) à l'ordre 4 en 0.



puis j'ai posé : avec la fonction u définie par

donc en fait j'obtiendrais :



bon ca me semble bon (d'après la calculette) mais la méthode ne doit aps etre la bonne ... peut etre obtenir une expression plus simple ?

sinon les applications des DL on les trouve que dans les limites ?

merci

Skullkid
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par Skullkid » 23 Oct 2007, 17:55

Ta méthode est bonne (sauf que t'as fait une erreur dans le DL du cos ^^) et le résultat final se simplifie grandement; vu qu'on met dans le reste toutes les puissances strictement supérieures à 4 :

On se place au voisinage de 0, alors et (c'est un 4! et pas un 4). Ensuite tu as eu le bon réflexe de poser , alors . A ce moment, ce qu'il est pratique de faire, du moins au début, c'est de calculer les puissances de v à part : . D'où :



En ce qui concerne les applications, en physique on s'en sert dans les calculs quand on est en présence de quantités petites. Par exemple, si on étudie une trajectoire quasi-circulaire un peu pertubrée, du genre avec R le rayon de la trajectoire circulaire et , les calculs sur epsilon se feront en DL, tous les deviendront des , etc.

En maths je suppose que ça doit servir en analyse numérique, mais bon j'y connais pas grand-chose, pour ne pas dire rien. Mais il y a cet enjeu d'approximation. Dans certains exos on définit des suites de façon indirecte (par exemple on appelle la seule solution positive de telle ou telle équation qui dépend de n) et on est capable de fournir un DL (ou un développement asymptotique, c'est plus général mais l'idée est la même) de cette suite au voisinage de l'infini. Bon dans ce cas-là je sais pas si ça a vraiment une autre utilité que de faire bosser les taupins...

J-R
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par J-R » 23 Oct 2007, 18:04

ah ouais j'ai meme pas réagit à cette horeur.... :marteau:

merci

sinon pour les apllications je crois que j'ai encore le temps de m'entrainer pour voir cette histoire de suite :zen:

en physique je crois que je vais un peu l'aborder en terminale donc ca sera déjà une chose en moins à comprendre :)

merci Skullkid :happy2:

a+

 

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