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Programme de mathématiques BCPST, première année · semestre 2

a) Développements limités

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114 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Définition de la notation $o(x^n)$ pour désigner des fonctions négligeables devant la fonction $x \mapsto x^n$ pour $n \in \mathbb{Z}$, au voisinage de 0 ou de l’infini.
On se ramène, aussi souvent que nécessaire, à la limite d’un quotient.
Définition des développements limités en 0.
Unicité des coefficients d’un développement limité.
Les problèmes de développement limité en un réel non nul ou en $\pm\infty$ sont ramenés en 0.
Opérations sur les développements limités : somme, produit.
L’obtention d’un développement limité pour une fonction composée est présentée et mise en œuvre sur des exemples simples.
Primitivation d’un développement limité.
Formule de Taylor-Young : existence d’un développement limité à l’ordre $n$ pour une fonction de classe $\mathscr{C}^n$.
La formule de Taylor-Young est admise.
Développements limités usuels au voisinage de 0 :
$\exp$, $\cos$, $\sin$, $x \mapsto 1/(1 + x)$, $x \mapsto \ln(1 + x)$, $x \mapsto (1 + x)^\alpha$.
Les exercices de calcul de développements limités ont pour objet de faciliter l’assimilation des propriétés fondamentales et ne doivent pas être orientés vers la virtuosité calculatoire : sur les exemples numériques, on évitera tout développement limité au-delà de l’ordre 3.
L1 Analyse Développement limité solution

Développement limité

Donner le développement limité de \(\ln(1+x)\) au voisinage de \(0\) à l’ordre ...

L1 Analyse Développement limité solution

Développement limité

Donner le développement limité de \(e^x\) et de \(\sin(x)\) au voisinage de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

Equivalents simples

Trouver un équivalent simple pour chaque fonction suivante :

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

Equivalents simples

Trouver un équivalent simple pour chaque fonction suivante :

L1 Analyse Série numérique solution

Etude d'une série positive

Pour tout \(n \in \N^*\), on pose : ...

L1 Analyse Série numérique solution

Etude de diverses séries

Dans chacun des cas, dire si la série est absolument convergente, semi-convergente, divergente ou grossièrement divergente.

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 1215

Montrer que si \(f\) tend vers \(0\) en \(a\) al ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 1217

Calculer les limites de

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 1218

Trouver un équivalent simple en \(+ \infty\) de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 1219

Calculer \(\lim_{x \to +\infty} \sqrt[3]{x^3 + x^2} - \sqrt[3]{x^3 - x^2}\)

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 1231

Soit \(f\) une application de \({ \Rr}\) dans ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 1237

Donner le développement limité en \(0\) des fonctions :

L1 Analyse Développement limité

exo7 1238

Soit \(f : { \Rr} \rightarrow { \Rr}\) la fonction définie par \(f(x)=0\) si ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 1239

Déterminer la limite en \(0\) de ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 1240

Faire un développement limité ou asymptotique en \(a\) à l’ordre \(n\) de :

L1 Analyse Développement limité

exo7 1241

Développements limités  en \(0\) de :

L1 Analyse Développement limité

exo7 1242

Pour chacune des fonctions suivantes, donner les conditions sur \(\epsilon (x)\) pour que ces fonctions soient des ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 1243

Développement limité en \(1\) à l’ordre \(3\) de ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 1244

Donner un développement limité à l’ordre \(2\) de ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1245

Donner un développements limité  en \(0\) à l’ordre \(10\) de :

L1 Analyse Développement limité

exo7 1246

Donner le DL2 en \(+\infty\) de : ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 1247

Calculer les limites suivantes ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 1248

Calculer les limites suivantes : ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1251

Établir pour tout \(x \in { \Rr}_+^*\) l’inégalité : ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1252

Montrer que pour tout ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1253

Soit \(f (x) = (\cos x)^{\frac 1x}\) pour ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1254

Étudier les branches infinies des fonctions :

L1 Analyse Développement limité

exo7 1255

Soit \((1)\) l’équation \(x-E (x) = \frac 1 {x^2}\).

L1 Analyse Développement limité

exo7 1256

Calculer pour \(a\in \Rr^{+*}\) : ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1257

Calculer : \[\ell=\lim\limits_{x\rightarrow 0 }\left( \frac{\ln x+1}{\ln x}\right)^{x\ln x}\] et donner un équiva ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1259

Soit \(n\in \Nn^{*},x\neq 0,\) on définit : ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1260

Déterminer : \[\lim\limits_{x\rightarrow 0}\frac{2\tan x-\sh 2x}{(1-\cos 3x)\arctan x}.\]

L1 Analyse Développement limité

exo7 1261

Soient \(u,v,f\) définies par : ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1264

Montrer que, pour tout \(x\) réel vérifiant \(\vert x \vert \leq 1\) : ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 1265

Déterminer:

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 1267

Soit \(f\) l’application de \(\Rr\) dans \(\Rr\) ...

L1 Analyse Développement limité

exo7 1270

Soit \(f\in C^{\infty }({\Rr},{\Rr})\) telle que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1279

Donner un développement : \[\int_{0}^{1}\frac{e^{t}}{1+t^{n}}dt=a+\frac{b}{n}+o(\frac{1}{n}).\]

L3 Calcul différentiel Extremum, extremum lié

exo7 1833

Soit \({f}: {\Rr^{2}} \to {\Rr}\), \({ (x, y)}\mapsto {xe^{y} + ye^{x}}\).
...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 2652

Utiliser une approximation affine bien choisie pour calculer une valeur approchée de \[\exp[-0.02\sqrt{4.03}].\] ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 2657

Calculer \[\ell = \lim_{x\to+\infty}\left(\frac{\ln(x+1)}{\ln x}\right)^x.\] Donner un équivalent de ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 2683

A

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 3194

Soit \(n\in\N^*\). Montrer l’existence de \(P_n\in\R[X]\) tel que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 3911

Simplifier \(\sum_{k=0}^{n-1} 3^k\sin^3\left(\frac\alpha{3^{k+1}}\right)\).

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 4010

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

...

L1 Analyse Développement limité

exo7 4012

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

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 ...