📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Soit $f$ une fonction définie au voisinage de $0$. On dit que $f$ admet un développement limité (DL) d'ordre $n$ en $0$ s'il existe un polynôme $P(x) = a_0 + a_1x + \dots + a_nx^n$ tel que : $f(x) = P(x) + x^n \epsilon(x)$ avec $\lim_{x \to 0} \epsilon(x) = 0$. On écrit souvent : $f(x) = a_0 + a_1x + \dots + a_nx^n + o(x^n)$.
Méthodes à maîtriser
- DL usuels : Apprendre par cœur les DL de $e^x, \sin(x), \cos(x), \ln(1+x), (1+x)^\alpha$.
- Somme et produit : Tronquer les résultats à l'ordre $n$ demandé.
- Composition : Si $f(x) = g(u(x))$, calculer le DL de $u(x)$ puis substituer dans le DL de $g$.
- Division : Utiliser la division suivant les puissances croissantes.
Exemples corrigés
Exemple : DL de $e^x \sin(x)$ à l'ordre 3 en 0. $e^x = 1 + x + \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{6} + o(x^3)$ $\sin(x) = x - \frac{x^3}{6} + o(x^3)$ Produit : $(1 + x + \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{6})(x - \frac{x^3}{6}) = x + x^2 + (\frac{1}{2} - \frac{1}{6})x^3 + o(x^3) = x + x^2 + \frac{1}{3}x^3 + o(x^3)$.
Erreurs fréquentes
- Oublier le $o(x^n)$ à la fin.
- Ne pas mettre les parenthèses lors des substitutions.
- Confondre l'ordre du DL avec le degré du polynôme.
- Négliger les termes de degré supérieur à $n$ lors d'un produit.