Module
Fonctions équivalentes
- Domaine
- Analyse
Généralités
Définition Équivalence de deux fonctions
Soient \(f\) et \(g\) définies sur \(I\), ne s’annulant pas sur \(I\)\(\setminus\{a\}\).
On dit que \(f\) est équivalente à \(g\) au voisinage de \(a\) s’il existe une fonction \(h\) telle que l’on ait, au voisinage de \(a\),
Caractérisation Caractérisation par le quotient
Propriété Équivalence et négligeabilité de la différence
Application de la caractérisation
Exercice Détermination de trois équivalents réservé aux comptes
Équivalents de fonctions polynomiales
Propriété Équivalent d’une fonction polynomiale au voisinage de zéro
Une fonction polynomiale non nulle est équivalente, au voisinage de \(0\), à son monôme de plus bas degré.
Propriété Équivalent d’une fonction polynomiale au voisinage de l’infini
Une fonction polynomiale non nulle est équivalente, au voisinage de l’infini, à son monôme de plus haut degré.
Propriétés
Propriété Conservation des limites par équivalence
Soient \(f\) et \(g\) deux fonctions équivalentes au voisinage de \(a\).
Si \(g\) a une limite finie ou infinie en \(a\), alors \(f\) a une limite en \(a\) et on a :
Exercice Conséquence pour une courbe représentative réservé aux comptes
Remarque Réciproque fausse de la conservation des limites
La réciproque de l’implication précédente est fausse.
Contre-exemple Même limite infinie sans équivalence réservé aux comptes
Propriété Équivalence à une limite non nulle
Exemple résolu Complétions d’équivalents usuels réservé aux comptes
Propriété Conservation du signe par équivalence
Soient \(f\) et \(g\) deux fonctions équivalentes au voisinage de \(a\).
Au voisinage de \(a\), le signe de \(f(x)\) est égal à celui de \(g(x)\).
Équivalents usuels
Propriété Limites usuelles
Si \(f\) est dérivable en \(a\), on a
Propriété Équivalent local issu de la dérivabilité
Soit \(a\) un réel. Si \(f\) est dérivable en \(a\) et \(f'(a)\ne0\), alors, au voisinage de \(a\),
Propriété Équivalents usuels par composition
Soit une fonction \(u\) vérifiant \(\lim_{x\to a}u(x)=0\), avec \(a\in\mathbb{R}\).
Soit une fonction \(v\) vérifiant \(\lim_{x\to a}v(x)=1\), avec \(a\in\mathbb{R}\).
Remarques Remarques
Remarque Développement du cosinus à l’ordre un
Remarque Développement du cosinus à l’ordre deux
Exercice Équivalent du sinus d’un inverse réservé aux comptes
Opérations sur les fonctions équivalentes
Propriété Transitivité, produit, quotient et puissance
Restrictions et développement binomial
Remarques Remarques
Remarque Somme et différence d’équivalents
On ne peut ni sommer ni soustraire les équivalents.
Remarque Composition d’équivalents
On ne peut pas composer les équivalents par une fonction : si \(f\sim_a g\), on ne peut rien dire a priori de \(u(f(x))\) et \(u(g(x))\).
Propriété Développement binomial local
Soient \(b\) un réel et une fonction \(u\) vérifiant \(\lim_{x\to a}u(x)=0\), avec \(a\in\overline{\mathbb{R}}\).
Exemple résolu Équivalent du logarithme d’un cosinus réservé aux comptes
Exemple résolu Équivalent d’une racine de quotient au voisinage de l’infini réservé aux comptes
Exemple résolu Équivalent d’un quotient avec cosinus d’un inverse réservé aux comptes
Exemple résolu Équivalent d’une racine de quotient au voisinage de zéro réservé aux comptes
Limites des fonctions équivalentes
Mise en garde Détermination d’un équivalent
Peut-on déterminer simplement un équivalent de \(\left(\sqrt{1+x}+\ln(1+x)\right)^2-1\) au voisinage de \(0\) ?
Remarque Symétrie de l’équivalence