Fiche de révision : Approximation locale des fonctions usuelles

Plan du Cours

  1. Approximation e^x - 1 en français
  2. Approximation ln(1 + x) en français
  3. Approximation cos(x) en français
  4. Approximation 1 - cos(x) en français
  5. Approximation sin(x) en français
  6. Approximation x - sin(x) en français
  7. Approximation tan(x) en français
  8. Approximation tan(x) - x en français
  9. Approximation (1 + x)^α en français
  10. Approximation (1 + x)^α - 1 en français
  11. Approximation √(1 + x) en français
  12. Approximation √(1 + x) - 1 en français

1. Approximation e^x - 1 en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation asymptotique : Méthode qui consiste à représenter une fonction par une expression plus simple lorsque la variable tend vers une certaine valeur (souvent 0 ou l'infini). Notée par le symbole "∼".

  • Approximation de e^x - 1 : Lorsqu'on x tend vers 0, e^x - 1 est approximé par x, c'est-à-dire que e^x - 1 ∼ x.

  • Série de Taylor : Développement d'une fonction en une somme infinie de termes polynomiaux centrés en un point, souvent 0, permettant d'obtenir des approximations locales.

  • Notations de l'ordre : Si f(x) ∼ g(x) lorsque x → 0, cela signifie que la limite de f(x)/g(x) est 1. La notation "∼" indique une approximation asymptotique.

  • Approximation pour d'autres fonctions : Plusieurs fonctions comme ln(1 + x), sin(x), cos(x), (1 + x)^α, ont des approximations similaires lorsque x → 0, souvent linéaires ou quadratiques.

Points essentiels

  • La principale approximation de e^x - 1 est e^x - 1 ∼ x lorsque x → 0, ce qui simplifie le calcul dans de nombreux contextes.
  • La série de Taylor de e^x autour de 0 :
    e^x = 1 + x + x²/2! + x³/3! + ...
    Donc, e^x - 1 ≈ x + x²/2! + ...
  • La relation e^x - 1 ∼ x est valable pour x proche de 0, mais l'approximation devient moins précise pour des valeurs plus grandes ou plus petites.
  • D'autres approximations utiles :
    • ln(1 + x) ∼ x
    • √(1 + x) - 1 ∼ x/2
    • (1 + x)^(α) - 1 ∼ αx
  • La notation "∼" indique que le rapport entre les deux expressions tend vers 1 lorsque x → 0.

À retenir

L'approximation e^x - 1 ≈ x est essentielle pour simplifier le traitement analytique des fonctions exponentielles près de 0, facilitant ainsi l'étude de leur comportement local et le développement de séries.

2. Approximation ln(1 + x) en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation (ou développement asymptotique) : Expression simplifiée d'une fonction près d'un point, généralement 0, en utilisant une série de termes en puissance de x.
  • ln(1 + x) : Fonction logarithme naturel, définie pour x > -1, qui peut être approximée par x lorsque x tend vers 0.
  • Notations "∼" et "≈" : "∼" indique une approximation asymptotique lorsque x tend vers 0, c'est-à-dire que la différence entre les deux membres devient négligeable par rapport à la puissance de x.
  • Développement en série de Taylor : Expression de la fonction sous forme d'une somme infinie de termes en puissances de x, centrée en 0, permettant d'obtenir des approximations pour x proche de 0.
  • Point d’intérêt (x → 0) : La limite ou le comportement de la fonction lorsque x s’approche de 0, essentiel pour l’approximation de ln(1 + x).

Points essentiels

  • Lorsqu’on approche x de 0, ln(1 + x) peut être approximé par x, c’est-à-dire ln(1 + x) ∼ x.
  • La série de Taylor de ln(1 + x) autour de 0 est :
    ln(1+x)=xx22+x33x44+\ln(1 + x) = x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} + \dots
  • Pour des petites valeurs de x, on peut négliger les termes d’ordre supérieur, ce qui donne ln(1 + x) ≈ x.
  • La précision de l’approximation augmente avec le nombre de termes pris en compte.
  • La formule simplifiée ln(1 + x) ∼ x est valable pour x proche de 0, dans un contexte où l’erreur est négligeable par rapport à x.

À retenir

L’approximation ln(1 + x) ≈ x, valable lorsque x tend vers 0, permet de simplifier le calcul de logarithmes dans des contextes où x est très petit, en utilisant la série de Taylor.

3. Approximation cos(x) en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation locale : Méthode consistant à représenter une fonction par une autre plus simple (souvent polynomiale) près d’un point donné, généralement 0, pour faciliter les calculs ou analyses.

  • Approximation de cos(x) en 0 : Expression simplifiée de cos(x) lorsque x tend vers 0, généralement par une série de Taylor ou une formule asymptotique.

  • Formule asymptotique : Expression qui donne le comportement d’une fonction lorsque la variable tend vers une limite (souvent 0 ou l’infini), en utilisant des termes dominants.

  • Série de Taylor : Développement d’une fonction en une somme infinie de termes polynomiaux centrés en un point, permettant d’obtenir des approximations précises.

  • Notations « ~ » (asymptotique) : Indique que deux expressions sont équivalentes à l’ordre considéré lorsque x tend vers 0, c’est-à-dire que le rapport de ces expressions tend vers 1.

Points essentiels

  • La fonction cos(x) peut être approximée près de 0 par la valeur 1, car cos(0) = 1.

  • L’approximation de cos(x) en 0 est donnée par :
    cos(x)1x22\cos(x) \sim 1 - \frac{x^2}{2}
    ce qui signifie que pour x proche de 0, cos(x) ≈ 1 - x²/2.

  • La formule asymptotique indique que l’écart entre cos(x) et 1 est de l’ordre de x² lorsque x tend vers 0.

  • La série de Taylor de cos(x) autour de 0 est :
    cos(x)=1x22+x424\cos(x) = 1 - \frac{x^2}{2} + \frac{x^4}{24} - \dots

  • Pour une approximation simple, on peut retenir uniquement le terme dominant :
    cos(x)1x22\cos(x) \sim 1 - \frac{x^2}{2}

  • La précision de l’approximation augmente avec le nombre de termes retenus dans la série de Taylor.

À retenir

L’approximation de cos(x) près de 0 consiste à remplacer cos(x) par 1 - x²/2, ce qui simplifie considérablement les calculs tout en restant précis pour x très petit.

4. Approximation 1 - cos(x) en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation de Taylor (ou développement en série de Taylor) : Méthode consistant à représenter une fonction par une somme infinie de termes polynomiaux centrés en un point, généralement 0, pour approcher la fonction près de ce point.

  • Approximation de cos(x) près de 0 : Lorsqu'on considère x proche de 0, cos(x) peut être approché par 1, car cos(0) = 1.

  • Formule d'approximation de cos(x) :
    cos(x)1x22lorsquex0\cos(x) \sim 1 - \frac{x^2}{2} \quad \text{lorsque} \quad x \to 0 Elle indique que la différence entre cos(x) et 1 est approximée par x2/2-x^2/2.

  • Notion de "peti o" (o) : La notation f(x)=o(g(x))f(x) = o(g(x)) en 0 signifie que f(x)f(x) est négligeable devant g(x)g(x) lorsque x0x \to 0.

  • Approximation de cos(x) en termes de puissance : La série de Taylor de cos(x) au point 0 est
    cos(x)=1x22+x424\cos(x) = 1 - \frac{x^2}{2} + \frac{x^4}{24} - \dots et l'approximation à l'ordre 2 est souvent suffisante pour x proche de 0.

Points essentiels

  • La formule d'approximation cos(x)1x22\cos(x) \sim 1 - \frac{x^2}{2} est valable lorsque x0x \to 0.

  • La différence entre cos(x) et 1 est de l'ordre de x2x^2, ce qui signifie que pour des petites valeurs de x, cos(x) est très proche de 1, avec une correction quadratique.

  • La série de Taylor permet d'obtenir des approximations de plus en plus précises en ajoutant des termes de degré supérieur, mais l'approximation de base se limite souvent à 1x2/21 - x^2/2.

  • La notation \sim indique une approximation asymptotique :
    cos(x)1x22quandx0\cos(x) - 1 \sim -\frac{x^2}{2} \quad \text{quand} \quad x \to 0

  • La formule est essentielle pour analyser le comportement local de cos(x) et pour simplifier des calculs en limite ou en approximation.

À retenir

L'approximation de cos(x) par 1x2/21 - x^2/2 est une approximation locale efficace pour x proche de 0, permettant de simplifier l'étude de cos(x) dans cette région.

5. Approximation sin(x) en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation par la première terme de la série de Taylor : Méthode consistant à approximer une fonction par son terme dominant autour d’un point (souvent 0), en négligeant les termes d’ordre supérieur.
    Exemple : sin(x) ≈ x lorsque x tend vers 0.

  • Notations asymptotiques : La notation f(x)g(x)f(x) \sim g(x) signifie que le rapport f(x)/g(x)f(x)/g(x) tend vers 1 lorsque x0x \to 0. Elle indique une approximation précise à l’ordre dominant.

  • Approximation de sin(x) : Pour x proche de 0, sin(x) peut être approximé par x, car le terme dominant de sa série de Taylor en 0 est x.
    Formule : sin(x)x\sin(x) \sim x lorsque x0x \to 0.

  • Erreur d’approximation : La différence entre la fonction et son approximation, par exemple xsin(x)x3/6x - \sin(x) \sim x^3/6, indique la précision de l’approximation pour des valeurs proches de 0.

  • Séries de Taylor : Développement d’une fonction en une somme infinie de termes polynomiaux centrés en un point, permettant d’obtenir des approximations successives de la fonction.

Points essentiels

  • La principale approximation de sin(x) près de 0 est sin(x)x\sin(x) \sim x.
  • La différence entre sin(x) et son approximation linéaire est de l’ordre x3/6x^3/6, ce qui indique que l’erreur est très faible pour x proche de 0.
  • La notation asymptotique permet de comparer la vitesse de convergence des approximations.
  • La série de Taylor de sin(x) est : sin(x)=xx33!+x55!\sin(x) = x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} - \dots.
  • La précision de l’approximation augmente avec le nombre de termes considérés dans la série de Taylor.

À retenir

L’approximation de sin(x) par x est valable pour x proche de 0, avec une erreur de l’ordre x3x^3. Elle constitue une base essentielle pour simplifier le calcul et analyser le comportement local de la fonction.

6. Approximation x - sin(x) en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation asymptotique : Méthode consistant à exprimer une fonction par une série ou une expression simplifiée lorsque la variable tend vers une valeur donnée (souvent 0).
  • Notations "∼" (approximativement égal à) : Signifie que la différence entre deux expressions devient négligeable à l'ordre considéré lorsque x tend vers 0.
  • Développement en série de Taylor : Expression d'une fonction comme somme infinie de termes polynomiaux centrés en un point, souvent 0, permettant d'obtenir des approximations locales.
  • Approximation de x - sin(x) : Expression qui tend vers 0 plus rapidement que x lorsque x tend vers 0, avec une approximation de l'ordre x³/6.
  • Ordre d'une approximation : La puissance de x qui domine le comportement de la différence entre la fonction et son approximation lorsque x → 0.

Points essentiels

  • La fonction sin(x) peut être approximée par x lorsque x est proche de 0 :
    sin(x)xquand x0\sin(x) \sim x \quad \text{quand } x \to 0
  • La différence x - sin(x) est de l'ordre de x³/6 :
    xsin(x)x36quand x0x - \sin(x) \sim \frac{x^3}{6} \quad \text{quand } x \to 0
  • Cela signifie que pour des valeurs très petites de x, la différence entre x et sin(x) est très faible, mais décroît selon le cube de x.
  • Cette approximation est utile pour simplifier des calculs dans des contextes où x est proche de 0, notamment en analyse et en physique.
  • La série de Taylor de sin(x) autour de 0 :
    sin(x)=xx36+o(x3)\sin(x) = x - \frac{x^3}{6} + o(x^3)
    permet d'obtenir cette approximation en négligeant les termes d'ordre supérieur.

À retenir

L'approximation de x - sin(x) par x³/6 est une approximation précise pour x proche de 0, illustrant comment la différence entre x et sin(x) décroît rapidement avec le cube de x.

7. Approximation tan(x) en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation par la série de Taylor : Méthode consistant à représenter une fonction par un polynôme dont les coefficients sont dérivés en un point, généralement 0, pour simplifier le calcul ou l’analyse locale.
  • Approximation de tan(x) : Lorsqu’on x tend vers 0, tan(x) peut être approché par x, c’est-à-dire que tan(x) ≈ x pour x proche de 0.
  • Erreur d’approximation (notée ~) : La différence entre une fonction et son approximation, qui tend vers 0 lorsque x tend vers 0. Par exemple, tan(x) - x ~ x³/3 indique que l’erreur est de l’ordre de x³.
  • Ordre d’une approximation : La puissance du terme dominant dans l’erreur d’approximation. Par exemple, si tan(x) - x ~ x³/3, on dit que l’approximation est de premier ordre pour x, mais que l’erreur est de l’ordre de x³.
  • Approximation de tan(x) : Pour x proche de 0, tan(x) peut être remplacé par x, avec une erreur de l’ordre de x³/3.

Points essentiels

  • La fonction tan(x) peut être approximée par x lorsque x tend vers 0 :
    tan(x)xpourx0\tan(x) \sim x \quad \text{pour} \quad x \to 0
  • L’erreur associée à cette approximation est de l’ordre de x³ :
    tan(x)xx33\tan(x) - x \sim \frac{x^3}{3}
  • Cette approximation est utile pour simplifier les calculs locaux, notamment en analyse et en physique.
  • La série de Taylor de tan(x) autour de 0 est :
    tan(x)=x+x33+termes d’ordre supeˊrieur\tan(x) = x + \frac{x^3}{3} + \text{termes d’ordre supérieur}
  • La précision de l’approximation augmente avec l’ajout de termes supplémentaires dans la série de Taylor.

À retenir

L’approximation de tan(x) par x est valable pour x proche de 0, avec une erreur de l’ordre de x³, ce qui en fait une approximation efficace pour de petites valeurs de x.

8. Approximation tan(x) - x en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation par développement limité (DL) : Méthode consistant à représenter une fonction par un polynôme de degré fini autour d'un point, généralement 0, pour simplifier son étude ou son calcul.
  • Développement en série de Taylor : Expression d'une fonction sous forme d'une somme infinie de termes polynomiaux, permettant d'obtenir des approximations locales précises.
  • Approximation de tan(x) : Pour x proche de 0, tan(x) peut être approché par x, avec une erreur d'ordre x³, c'est-à-dire tan(x) ≈ x + o(x).
  • Erreur d'approximation : Différence entre la fonction réelle et son approximation polynomiale, souvent exprimée par le terme de plus haut ordre non négligeable.
  • Point à retenir : La différence tan(x) - x est approximée par x³/3 lorsque x tend vers 0, ce qui indique que tan(x) ≈ x + x³/3 pour x proche de 0.

Points essentiels

  • La fonction tan(x) possède une série de Taylor autour de 0 :
    tan(x)=x+x33+o(x3)\tan(x) = x + \frac{x^3}{3} + o(x^3)
  • L'approximation linéaire :
    tan(x)xquandx0\tan(x) \approx x \quad \text{quand} \quad x \to 0
  • La différence entre tan(x) et x est donnée par :
    tan(x)xx33\tan(x) - x \sim \frac{x^3}{3}
  • Cette approximation est utile pour simplifier le calcul dans des contextes où x est très petit, notamment en analyse asymptotique ou en résolution d'équations différentielles.

À retenir

Pour x proche de 0, tan(x) peut être approximé par x, avec une erreur de l'ordre de x³, ce qui permet d'utiliser cette approximation dans de nombreux calculs analytiques ou numériques.

9. Approximation (1 + x)^α en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation asymptotique : Méthode qui consiste à décrire le comportement d'une fonction lorsque la variable tend vers une limite (souvent 0 ou l'infini), en utilisant des termes dominants.

  • Notation "∼" (approximatif) : Signifie que la différence entre deux expressions devient négligeable par rapport à une puissance de x lorsque x tend vers une limite (ex : 0 ou ∞). Par exemple, f(x)g(x)f(x) \sim g(x) lorsque x0x \to 0 indique que limx0f(x)g(x)=1\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)} = 1.

  • Approximation de (1 + x)^α : Lors de x proche de 0, on peut écrire (1+x)α1+αx(1 + x)^α \sim 1 + αx. La différence entre la fonction et cette approximation est négligeable par rapport à x.

  • Développement en série de (1 + x)^α : Expression sous forme de somme infinie de termes en puissances de x, permettant d'obtenir des approximations successives.

Points essentiels

  • Approximation de (1 + x)^α :
    Lorsque x0x \to 0, (1+x)α1+αx(1 + x)^α \sim 1 + αx. La différence (1+x)α1(1 + x)^α - 1 est approximée par αx\alpha x.

  • Relation avec d’autres fonctions :
    Pour de petites valeurs de x, plusieurs fonctions comme ex1e^x - 1, ln(1+x)\ln(1 + x), sinx\sin x, tanx\tan x, etc., peuvent être approximées par leur premier terme en série de Taylor.

  • Séries de puissances :
    La somme de termes akxka_k x^k peut être approximée par son terme dominant apxpa_{p'} x^{p'} lorsque x0x \to 0 ou xx \to \infty, selon le contexte.

  • Approximation de rapports :
    Lorsqu’on divise deux séries, le rapport peut être approximé par le rapport de leurs termes dominants.

À retenir

L'approximation de (1+x)α(1 + x)^\alpha par 1+αx1 + \alpha x lorsque x0x \to 0 est fondamentale pour simplifier l’étude des comportements locaux de fonctions, notamment dans le cadre des séries de Taylor et des développements asymptotiques.

10. Approximation (1 + x)^α - 1 en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation asymptotique : Méthode qui consiste à exprimer le comportement d'une fonction lorsque la variable tend vers une valeur particulière (souvent 0 ou l'infini), en utilisant des termes dominants.

  • Notation "∼" (équivalence asymptotique) : Signifie que la différence entre deux expressions est négligeable devant la terme principal lorsque la variable tend vers une limite (ex : 0 ou ∞). Par exemple, f(x)g(x)f(x) \sim g(x) lorsque x0x \to 0 indique que limx0f(x)g(x)=1\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{g(x)} = 1.

  • Approximation de (1 + x)^α : Pour x proche de 0, on a (1+x)α1+αx(1 + x)^α \sim 1 + αx, ce qui est une approximation linéaire en x.

  • Expression (1 + x)^α - 1 : Lorsqu’on considère x proche de 0, cette expression se comporte comme αxαx, indiquant une approximation linéaire avec un coefficient α.

  • Développement en série de Puissances : Représentation d’une fonction par une somme infinie de termes en puissances de x, utilisée pour l’approximation locale.

Points essentiels

  • Lors de l’approximations près de 0, (1+x)α1(1 + x)^α - 1 est approximé par αxαx. Cela simplifie considérablement l’analyse de la fonction pour x proche de 0.

  • La relation (1+x)α1αx\boxed{(1 + x)^α - 1 \sim αx} est valable pour x0x \to 0, indépendamment de la valeur de α (réel).

  • La formule est dérivée du développement en série de Puissances de (1+x)α(1 + x)^α, où le terme dominant pour x proche de 0 est 1+αx1 + αx.

  • Cette approximation est utile pour simplifier des expressions complexes en analyse asymptotique, notamment dans le calcul limite ou la résolution d’équations différentielles.

  • La notation asymptotique permet de comparer la croissance ou décroissance de différentes expressions en x, en se concentrant sur leur terme principal.

À retenir

L’approximation (1+x)α1αx(1 + x)^α - 1 \sim αx pour x0x \to 0 est une formule fondamentale en analyse asymptotique, permettant de linéariser la fonction pour simplifier l’étude de son comportement local.

11. Approximation √(1 + x) en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation par développement limité : Méthode consistant à représenter une fonction par un polynôme de degré fini autour d’un point, généralement 0, pour simplifier son étude ou son calcul.
  • Notation asymptotique (∼) : Signifie que la différence entre la fonction et son approximation tend vers zéro plus vite que la puissance de x indiquée lorsque x tend vers 0.
  • Approximation de √(1 + x) : Pour x proche de 0, √(1 + x) peut être approché par 1 + x/2, ce qui est une approximation de premier ordre.
  • Développement de √(1 + x) : La série de Taylor ou développement limité de √(1 + x) autour de 0, qui donne une approximation précise pour x proche de 0.
  • Relation entre √(1 + x) et x : Lorsqu’on considère x → 0, √(1 + x) ≈ 1 + x/2, ce qui permet d’estimer la racine carrée pour de petites valeurs de x.

Points essentiels

  • Pour x proche de 0, on a :
    1+x1+x2\sqrt{1 + x} \sim 1 + \frac{x}{2} Cela signifie que la différence entre √(1 + x) et 1 + x/2 tend vers 0 plus vite que x lorsque x tend vers 0.
  • La formule d’approximation est dérivée du développement de Taylor de √(1 + x) :
    1+x=1+x2x28+\sqrt{1 + x} = 1 + \frac{x}{2} - \frac{x^2}{8} + \cdots mais l’approximation principale retenue est souvent celle de premier ordre : 1 + x/2.
  • Cette approximation est utile pour simplifier des calculs ou analyser le comportement de √(1 + x) près de 0.
  • La même logique s’applique à d’autres fonctions comme (1 + x)^α, avec :
    (1+x)α1+αx(1 + x)^\alpha \sim 1 + \alpha x pour x proche de 0.

À retenir

L’approximation de √(1 + x) par 1 + x/2 est une approximation de premier ordre valable pour x proche de 0, permettant de simplifier le calcul et l’analyse asymptotique de cette fonction.

12. Approximation √(1 + x) - 1 en français

Notions clés & Définitions

  • Approximation de Taylor : Méthode consistant à représenter une fonction par un polynôme autour d’un point, généralement 0, pour simplifier son étude ou son calcul.
    Exemple : 1+x1+x2\sqrt{1 + x} \approx 1 + \frac{x}{2} pour x0x \to 0.

  • Notations asymptotiques : Notation \sim indiquant que deux expressions sont équivalentes lorsque la variable tend vers une limite, souvent 0 ou ±\pm \infty.
    Exemple : 1+x1x2\sqrt{1 + x} - 1 \sim \frac{x}{2} lorsque x0x \to 0.

  • Développement limité : Expression d’une fonction par un polynôme de degré fini qui approxime la fonction près d’un point, avec un reste négligeable.
    Exemple : (1+x)α1+αx(1 + x)^{\alpha} \sim 1 + \alpha x lorsque x0x \to 0.

  • Approximation de racines carrées : Méthode d’approximer 1+x\sqrt{1 + x} par une expression simple lorsque xx est proche de 0, ici 1+x1+x2\sqrt{1 + x} \approx 1 + \frac{x}{2}.

  • Point à retenir :
    Lors de l’approximation de 1+x1\sqrt{1 + x} - 1 pour x0x \to 0, la formule principale est 1+x1x2\sqrt{1 + x} - 1 \sim \frac{x}{2}. Cela permet de simplifier l’analyse de fonctions impliquant des racines carrées proches de 1.

Tableaux de Synthèse

FonctionApproximation près de 0Série de Taylor (ordre 2)Notation asymptotique
e^x - 1e^x - 1 ∼ xx + x²/2! + ...e^x - 1 ∼ x
ln(1 + x)ln(1 + x) ∼ xx - x²/2 + ...ln(1 + x) ∼ x
cos(x)cos(x) ∼ 1 - x²/21 - x²/2 + x⁴/24 + ...cos(x) ∼ 1 - x²/2
1 - cos(x)1 - cos(x) ∼ x²/2x²/2 - x⁴/24 + ...1 - cos(x) ∼ x²/2
sin(x)sin(x) ∼ xx - x³/6 + ...sin(x) ∼ x
x - sin(x)x - sin(x) ∼ x³/6x - (x - x³/6) ≈ x³/6x - sin(x) ∼ x³/6
tan(x)tan(x) ∼ xx + x³/3 + ...tan(x) ∼ x
tan(x) - xtan(x) - x ∼ x³/3(x + x³/3) - x ≈ x³/3tan(x) - x ∼ x³/3
(1 + x)^α(1 + x)^α ∼ 1 + αx1 + αx + α(α-1)x²/2 + ...(1 + x)^α ∼ 1 + αx
(1 + x)^α - 1(1 + x)^α - 1 ∼ αxαx + α(α-1)x²/2 + ...(1 + x)^α - 1 ∼ αx
√(1 + x)√(1 + x) ∼ 1 + x/21 + x/2 - x²/8 + ...√(1 + x) ∼ 1 + x/2
√(1 + x) - 1√(1 + x) - 1 ∼ x/2(1 + x/2) - 1 ≈ x/2√(1 + x) - 1 ∼ x/2

Pièges & Confusions Fréquentes

  1. Confondre approximation asymptotique (∼) et approximation par égalité (=). La première concerne le comportement à la limite, la seconde une égalité exacte pour une valeur donnée.

  2. Négliger les termes d’ordre supérieur dans la série de Taylor, ce qui peut induire des erreurs significatives pour des x plus grands.

  3. Utiliser l’approximation de ln(1 + x) ∼ x pour x proche de -1, ce qui est incorrect car la série ne converge pas dans ce cas.

  4. Confondre cos(x) ≈ 1 + x²/2 (faux) avec cos(x) ≈ 1 - x²/2 (correct).

  5. Oublier que l’approximation de sin(x) par x est valable uniquement pour x très petit, sinon erreur notable.

  6. Appliquer une approximation de (1 + x)^α pour des x non suffisamment petit, ce qui peut conduire à des erreurs importantes.

  7. Confondre √(1 + x) ≈ 1 + x/2 avec √(1 + x) ≈ 1 + x, erreur fréquente pour x proche de 0.

Checklist Examen

  • Vérifier que la variable tend vers la limite concernée (souvent 0) pour appliquer une approximation asymptotique.
  • Connaître la série de Taylor de chaque fonction jusqu’au terme d’ordre 2 ou 3 selon le contexte.
  • Savoir exprimer une approximation sous la notation "∼" et comprendre sa signification.
  • Être capable d’identifier la formule d’approximation pour e^x - 1, ln(1 + x), cos(x), sin(x), tan(x), et (1 + x)^α.
  • Savoir utiliser l’approximation de √(1 + x) pour x proche de 0.
  • Ne pas confondre approximation locale (x proche de 0) et approximation globale.
  • Vérifier la validité de l’approximation pour la plage de x donnée.
  • Savoir distinguer approximation de la série de Taylor et approximation asymptotique.
  • Être capable d’écrire la formule d’approximation la plus simple pour chaque fonction.
  • S’assurer que la notation asymptotique est bien comprise et appliquée.
  • Vérifier la cohérence entre l’ordre de l’approximation et le contexte de l’exercice.
  • Vérifier que la fonction est définie dans le domaine considéré pour l’approximation.

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1. Que signifie l'approximation e^x - 1 ≈ x lorsque x tend vers 0 ?

2. Quelle est l'approximation asymptotique de la fonction e^x - 1 lorsque x tend vers 0?

Faire le QCM →

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Mémorisez les concepts clés de Approximation locale des fonctions usuelles avec 10 flashcards interactives.

e^x - 1 — approximation ?

Lorsque x→0, e^x - 1 ∼ x.

e^x - 1 — approximation près de 0?

e^x - 1 ∼ x

ln(1 + x) — approximation ?

Pour x→0, ln(1 + x) ∼ x.

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