Module

Fonction négligeable devant une autre

Domaine
Analyse

Généralités

Notation Cadre des comparaisons locales

Soit \(a\in \overline{\mathbb{R}}\), un élément ou une extrémité de \(I\).

Toutes les fonctions considérées appartiennent à \(\mathcal{F}(I,\mathbb{R})\) et sont définies au voisinage de \(a\).

Définition Négligeabilité d’une fonction devant une autre

Soient les fonctions \(f\) et \(\varphi\) vérifiant les hypothèses précédentes, \(\varphi\) ne s’annulant pas sur \(I\)\(\setminus\{a\}\).

On dit que \(f\) est négligeable devant \(\varphi\) au voisinage de \(a\) s’il existe une fonction \(\varepsilon\) telle que l’on ait, au voisinage de \(a\),

\[f=\varepsilon\varphi\quad\text{avec}\quad\lim_a\varepsilon=0\]
\[f=o_a(\varphi)\]

Remarques Remarques

Remarque Lecture de la notation de négligeabilité

\(f=o_a(\varphi)\) se lit « \(f\) est un petit \(o\) de \(\varphi\) au voisinage de \(a\) ».

Remarque Fonction prépondérante

On dit aussi que \(\varphi\) est prépondérante par rapport à \(f\) au voisinage de \(a\).

Remarque Négligeabilité devant un
\[f=o_a(1)\Longleftrightarrow\lim_a f=0\]
Remarque Limite finie devant une divergence infinie

Si, en \(a\), \(f\) admet une limite finie et si \(g\) tend vers l’infini, alors on a \(f=o_a(g)\).

Caractérisation Caractérisation par le quotient

\[f=o_a(\varphi)\Longleftrightarrow\lim_a\frac{f}{\varphi}=0\]

Exemples et négligeabilités usuelles

Exemple résolu Fonction oscillante multipliée par le carré de la variable réservé aux comptes

Exemple résolu Comparaison de puissances au voisinage de zéro réservé aux comptes

Exemple résolu Comparaison de puissances au voisinage de l’infini réservé aux comptes

Exemple résolu Croissances comparées des logarithmes et des exponentielles réservé aux comptes

Exemple résolu Produit d’une puissance et du logarithme au voisinage de zéro réservé aux comptes

Remarques et exercice

Remarques Remarques

Remarque Branche parabolique de direction horizontale

Si \(\lim_{x\to+\infty}f(x)=+\infty\) et si \(f(x)=o_{+\infty}(x)\) ou \(\lim_{x\to+\infty}\frac{f(x)}{x}=0\), alors la courbe \(\mathcal{C}_f\) présente une branche parabolique de direction \((Ox)\).

Remarque Branche parabolique de direction verticale

Si \(\lim_{x\to+\infty}f(x)=+\infty\) et si \(x=o_{+\infty}(f(x))\) ou \(\lim_{x\to+\infty}\frac{f(x)}{x}=+\infty\), alors la courbe \(\mathcal{C}_f\) présente une branche parabolique de direction \((Oy)\).

Remarque Différence de deux fonctions négligeables

On suppose : \(f_1(x)=o_0(x)\) et \(f_2(x)=o_0(x)\). Que peut-on dire de \(f_1(x)-f_2(x)\) ?

Remarque Multiplication d’une fonction négligeable par une puissance

Soient \(p\) et \(n\) deux entiers relatifs. On suppose que la fonction \(f\) est définie au voisinage de \(0\), négligeable devant \(x^n\). Que peut-on dire de \(x^pf(x)\) ?

Exercice Simplification d’écritures avec petit o réservé aux comptes