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Programme de mathématiques PTSI · semestre 2

Analyse asymptotique

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267 exercices
Texte officiel du programme

L’objectif de cette section est d’introduire les techniques asymptotiques fondamentales, dans les cadres continu et discret. Les fonctions et les suites y sont à valeurs réelles ou complexes, le cas réel jouant un rôle prépondérant. On donne la priorité à la pratique d’exercices plutôt qu’à la vérification de propriétés élémentaires relatives aux relations de comparaison.

Les développements limités sont les principaux outils du calcul asymptotique. Afin d’en disposer au plus tôt, on traitera en premier lieu les fonctions. Les étudiants doivent connaître les développements limités usuels et savoir mener à bien rapidement des calculs asymptotiques simples. En revanche, les situations dont la gestion manuelle ne relèverait que de la technicité seront traitées à l’aide d’outils logiciels.

Cette section permet de revenir sur la problématique de la vitesse de convergence introduite au premier semestre lors de l’étude des fonctions de variable réelle.

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5443

Etude complète des fonctions suivantes

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 5457

Partie principale quand \(n\) tend vers \(+\infty\) de ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5458

Montrer que \(\sum_{k=1}^{n}\sin\frac{k}{n}=\frac{1}{2}+\frac{1}{2n}+o(\frac{1}{n})\).

L1 Analyse Suite solution

exo7 5459

Déterminer les limites quand \(n\) tend vers \(+\infty\) de

...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 5474

Pour \(n\) entier naturel, on pose \(W_n=\int_{0}^{\pi/2}\sin^nx\;dx\).

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5568

Soit \(f(x) =\ln(1+x)\) pour \(x\) réel positif. Soient ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5620

Soit \(A_n= \left( \begin{array}{cc} 1&-\frac{a}{n}\\ \frac{a}{n}&1 \end{array} \right)\) ( ...

L1 Analyse Suite

exo7 567

Etudier la limite des suites suivantes : \(a_n=\cos{(\dfrac{2^n}{n!})}\); ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5695

Trouver un développement limité à l’ordre \(4\) quand \(n\) tend vers l’infini de ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5707

Développement limité à l’ordre \(4\) de \(\sum_{k=n+1}^{+\infty}\frac{1}{k^2}\) q ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5713

Etudier l’existence des intégrales suivantes

1) (** ...
L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5714

Etudier l’existence des intégrales suivantes.

1) (* ...
L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5720

1) (** I) Trouver un équivalent simple quand \(x\) tend vers ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5736

Pour \(x>0\), on pose \(f(x) =\sum_{n=0}^{+\infty}e^{-x\sqrt{n}}\). Trouver un ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5737

Pour \(x\in]-1,1[\), on pose \(f(x)=\sum_{n=1}^{+\infty}x^{n^2}\). Trouver un équ ...

L2 Analyse Série entière solution

exo7 5759

Soient \((a_n)_{n\in\Nn}\) et \((b_n)_{n\in\Nn}\) deux suites de réels strictemen ...

L2 Analyse Série entière solution

exo7 5760

Soit \((a_n)_{n\in\Nn}\) une suite à valeurs dans \(\{-1,1\}\). Pour ...

L2 Analyse Série entière solution

exo7 5761

Pour \(x\in\left]-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right[\), on pose \(f(x) =\tan x\). ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5769

Existence et calcul de \(\int_{0}^{1}\frac{t-1}{\ln t}t^x\;dt\).

L1 Analyse Suite

exo7 578

Déterminer les limites de \(\dfrac{n^{\ln (n)}}{\ln^n (n)}\) et \(\sqrt[n]{n^2}\) ...

L1 Analyse Suite

exo7 580

Étudier la suite définie par récurrence : \[u_{0}=a>0,u_{n+1}=\sqrt{1+u_{n}.}\]

L1 Analyse Suite

exo7 581

Étudier la convergence et calculer la limite éventuelle de la suite \((u_{n})_{n\in \Nn^{*}}\) définie par : ...

L1 Analyse Suite

exo7 582

Étudier la convergence et calculer la limite éventuelle de la suite \((u_{n})_{n\in \Nn}\) définie par : ...

L1 Analyse Suite

exo7 583

Soit \(\phi :\Nn\rightarrow \Nn\) bijective, telle que ...

L2 Analyse Topologie solution

exo7 5840

Inégalités de Hölder et de Minkowski. Soit ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 5852

Donner un développement à la précision \(\frac{1}{n^2}\) de la \(n\)-ième racine ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5875

Soit \(\alpha\in\Cc\) tel que \(\text{Re}(\alpha) > 0\). Soit ...

L1 Analyse Suite

exo7 593

Que penser-vous de l’énoncé suivant : si \((u_n) \sim (v_n)\) alors ...

L1 Analyse Suite

exo7 594

Montrer que si \(\forall n \in \Nn\) \(u_n \neq 0\) et si ...

L1 Analyse Suite

exo7 595

Comparer les suites suivantes : ...

L1 Analyse Suite

exo7 596

Soient \((u_{n})_{n\in \Nn}\) et \((v_{n})_{n\in \Nn}\) deux suites réelles de li ...

L1 Analyse Suite

exo7 597

Donner un exemple de suites \((u_{n})_{n\in \Nn}\) et \((v_{n})_{n\in \Nn}\) tell ...

L1 Analyse Suite

exo7 599

Montrer la réciproque du théorème de Césaro (i.e. \(\lim\limits_{n\rightarrow \infty }u_{n}=l\)) :

L1 Analyse Suite

exo7 600

Étudier la suite \((u_{n})_{n\in \Nn}\) définie par \(u_{0}=1\) et ...

L1 Analyse Suite

exo7 601

Soit \((u_{n})_{n\in \Nn}\) la suite définie par \(u_{n+1}=u_{n}+u_{n}^{2}.\) L’é ...

L1 Analyse Suite

exo7 602

Soient \(f\) et \(g\) deux formes linéaires sur un espace vectoriel ...

L1 Analyse Suite

exo7 603

Étudier la suite \((u_{n})_{n\in \Nn}\) définie par : ...

L1 Analyse Suite

exo7 605

Étudier la convergence et calculer la limite éventuelle de la suite \((u_{n})_{n\in \Nn^{*}}\) définie par : ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 611

Soient \(f\) et \(g\) deux fonctions définies sur ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 625

Calculer les limites suivantes : ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 630

Étudier les asymptotes de \(f (x) = e^{\frac 1x}\sqrt{x (x + 2)}\).

L3 Calcul différentiel Différentielle d'ordre supérieur, formule de Taylor

exo7 6301

Soit \(f:\Rr \to \Rr\) une application \(C^\infty\) et soit ...

L3 Calcul différentiel Différentielle d'ordre supérieur, formule de Taylor

exo7 6303

Montrer que si \(x = 1,32 \pm 10^{-2}\) et \(y = 0,45 \pm 10^{-2}\), alors ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 631

Montrer que \[\frac{\ln (x)}{x^\alpha} < \frac{2}{\alpha x^{\alpha/2}} \text{ où } \alpha > 0.\] En déduire ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6317

On considère les deux équations différentielles du second ordre ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 635

Calculer : ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 655

Soit \(f:\Rr^{+*}\rightarrow \Rr\) une fonction vérifiant : ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6837

Soit \(f: \ ]0,+\infty[\ \times \ ]0,+\infty[ \ \times \Rr \to \Rr\) la fonction ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 6888

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

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 6975

Simplifier l’expression \(\displaystyle\frac{2\ch^2(x)-\sh(2x)}{x-\ln(\ch x)-\ln 2}\) et donner ses limites en ...