Mathématiques 1

Développement limité au voisinage de 0

Définition

Soit une fonction définie sur un voisinage de , sauf peut-être en On dit que admet un développement limité d'ordre au voisinage de , s'il existe un intervalle ouvert de centre et des constantes tels que pour tout , on a

f(x)=a_{0}+a_{1}x+...+a_{n}x^{n}+o(x^{n}),

ou avec

Le polynôme est dit partie régulière du développement limité et le reste ou terme complémentaire.

Exemple

Pour , on obtient par division suivant les puissances croissantes à l'ordre

\frac {1}{1-x}=1+x+x^{2}+...+x^{n}+\frac{x^{n+1}}{1-x}=1+x+x^{2}+...+x^{n}\frac {x}{1-x},

or, quand , d’où le développement limité de .

\frac {1}{1-x}=1+x+x^{2}+...+x^{n}+x^{n} \varepsilon \ (x).

Théorème :

Si admet un DL d'ordre au voisinage de , alors ce DL est unique.

Conséquence :

Si admet un DL à l'ordre au et f de classe , alors

.

Théorème :

Une fonction de classe sur un intervalle ( ) et que existe. Alors admet au voisinage de le développement limité d'ordre suivant 

Exemple

Le développement limité d'ordre 4 de quelques fonctions usuelles au voisinage de :

  1. .

  2. .

  3. .

  4. .

  5. .

  6. .

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