Bernoulli L'Hospital de x ln(x) en 0

Bonjour,
je m'interroge sur la véracité de ma preuve. On a :

x ln x = ln x / (1/x)
donc lim x ln x = lim 1/x / ( 1/x^2 ) = lim x
donc le produit tend vers 0 en 0. Je suis dubitatif quand à l'apparition du x^2 en bas. En effet, cela reviendrait d'une certaine façon à dire que la dérivée de x est x^2 ... Pourriez-vous me dire si
1) la preuve est juste
2) pourquoi on réussit à faire apparaître un x^2

Merci !

Réponses

  • L'hopital affirme que sous de bonnes hypothèses (cas $0/0$ par exemple) on a $$\lim_{x\to 0} \frac{f(x)}{g(x)} = \lim_{x\to 0} \frac{f'(x)}{g'(x)}.$$ Dans ton exemple $g(x) = 1/x$ et donc $g'(x) = -1/x^2.$ Tu as oublié un signe $-$.
  • Quelle est la dérivée de la fonction $x \mapsto \frac{1}{x}$ ? Ton carré vient de là.
  • Oui au signe moins près mais ici on s'en fiche puisqu'on veut arriver à tendre vers 0.

    Donc vous ne voyez rien de choquant au fait que on arrive à créer un x^2? cette démonstration est tout à fait valide?
  • Je ne comprends pas ce qui te gêne, au départ tu as une multiplication, tu la transformes en un quotient et tu appliques l'Hôpital, ce n'est pas comme si tu avais utilisé un "l'Hôpital multiplicatif" du style $$\lim_{x\to 0} f(x)g(x) = \lim_{x\to 0} f'(x)g'(x)$$ (ce qui est bien sûr faux). Tu n'as pas dérivé ton $x$ de départ, tu as dérivé le $\frac{1}{x}$ que tu as formé au dénominateur, ce n'est pas la même chose...
  • On ne "crée" pas un $x^2$, on fait apparaître un $x^{-2}$.
  • C'est du "L'Hôpital " délirant !
    Qui sont les fonctions formant la fraction ?
    S'agit-il de $f(x)=\log x$ et $g(x)=\dfrac1x$ ?
    A ma connaissance, la fonction "log" n'a pas une limite nulle en 0 (ni même en $+\infty$ s'il s'agit d'un lapsus) : la limite du quotient des dérivées ne prouve rien.
  • Absolument pas délirant, rakam. Il y a bien une variante de l'Hôpital pour le cas $\lim_{x\to a} f(x)=\lim_{x\to a} g(x)= +\infty$. Tu pourras le démontrer en exercice à partir du théorème des accroissements finis généralisé :

    Théorème. Soient $f$ et $g$ deux fonctions réelles, continues sur $[a,b]$ et dérivables sur $]a,b[$ (où $a<b$). Alors il existe $c\in]a,b[$ tel que
    $$f'(c)(g(b)-g(a))=g'(c)(f(b)-f(a)).$$
    Si on suppose que $g(a)\not=g(b)$ et que $g'$ ne s'annule pas sur $]a,b[$, ceci veut dire qu'il existe $c\in ]a,b[$ tel que
    $${f'(c)\over g'(c)}={f(b)-f(a)\over g(b)-g(a)}.$$


    Une référence : Couty et Ezra, Analyse, Exercice 188 page 156.
  • Bonsoir !
    Oui je connais cette variante qui ne nécessite d'ailleurs qu'une limite infinie du dénominateur et une dérivée du dénominateur permettant la définition locale du quotient des dérivées.
    Mais l'utilisation qui a été donnée (avec le commentaire utilisant la forme $\dfrac00$ et, ce que je trouve peu correct, égalité brutale des limites ) m'a fait un peu sortir de mes gonds !

    En fait je pense que l'étude de la variante que tu cites est plus utile que la classique forme $\dfrac00$ où, en général, une utilisation de développements limités donne le résultat aussi rapidement.

    Pour la forme $\dfrac{?}{\infty}$ en revanche le recours aux développements limités n'est pas toujours aisé et avec l'utilisation du théorème de l'Hôpital (correctement appliqué) on peut s'en sortir même quand on a des primitives non explicitées.
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