Module

Utilisations des développements limités

Domaine
Analyse

Recherche d’équivalents et de limites

Méthode Recherche d’équivalents et de limites

Recherche d’équivalents et de limites.

Exemple résolu Équivalents et limites par développement limité réservé aux comptes

Étude locale d’une fonction

Méthode Tangente et position relative locale

Si, au voisinage de \(x_0\), on a \(f(x)=a_0+a_1(x-x_0)+a_n(x-x_0)^n+o((x-x_0)^n)\), avec \(a_n\ne0\) et \(n\ge2\), alors la tangente à la courbe représentative de \(f\) au point \((x_0,f(x_0))\) est la droite d’équation \(y=a_0+a_1(x-x_0)\), et, au voisinage de \(x_0\), la position de la courbe de \(f\) par rapport à cette tangente est donnée par le signe de \(a_n(x-x_0)^n\).

Exemple résolu Études locales par développement limité réservé aux comptes

Recherche d’asymptotes

Remarque Critère d’existence d’une asymptote

Soit \(f\) une fonction définie au voisinage de \(+\infty\) telle que \(\lim_{x\to+\infty}|f(x)|=+\infty\).

L’existence d’une asymptote à la courbe de \(f\) au voisinage de \(+\infty\) est équivalente à l’existence de deux réels \(a\) et \(b\) et d’une fonction \(\varepsilon\) tendant vers \(0\) en \(+\infty\), vérifiant \(f(x)=ax+b+\varepsilon(x)\).

Méthode Développement asymptotique

Soit \(f\) une fonction définie au voisinage de \(+\infty\) telle que \(\lim_{x\to+\infty}|f(x)|=+\infty\).

On cherche un développement limité au voisinage de \(+\infty\) de la fonction définie par \(x\mapsto\frac{f(x)}{x}\), en posant \(h=\frac{1}{x}\) qui tend vers \(0\).

\[\frac{f(x)}{x}=a+\frac{b}{x}+\frac{c}{x^{n+1}}+o\left(\frac{1}{x^{n+1}}\right),\qquad c\ne0\]
\[f(x)=ax+b+\frac{c}{x^n}+o\left(\frac{1}{x^n}\right)\]
  • La droite d’équation \(y=ax+b\) est asymptote à la courbe représentative de \(f\) au voisinage de \(+\infty\).

  • \(f(x)-(ax+b)\sim_{x\to+\infty}\frac{c}{x^n}\) donne, par son signe, la position de la courbe de \(f\) par rapport à son asymptote au voisinage de \(+\infty\).

On peut procéder d’une façon analogue au voisinage de \(-\infty\).