Opérations sur les équivalents

Bonjour,
dans toute la littérature on trouve que si 2 fonctions f et g sont équivalentes en a alors pour tout entier naturel n f^n est équivalente à g^n en a (où bien sur f est définie au voisinage de a...)
Je me demande si l'on peut généraliser ce résultat, sous réserve de non nullité pour les réels négatifs, et dire que pour tout réel lambda f^lambda est équivalente à g^lambda en a quand f et g sont équivalentes au même point.
Comme j'ai l'impression que c'est vrai, j'ai tenté une démo sans parvenir à conclure.
Dans un exercice destiné à trouver un équivalent du coefficient binomial n parmi 2n, un exercice corrigé utilise les intégrales de Wallis (In=intégrale de 0 à pi/2 de sin(t)^ndt) et un moment on a In^2 équivalent (quand n tend vers + l'infini) à pi/2n puis, sans repasser par les limites, on a In équivalent à racine de pi/2n
Or les profs rabâchent qu'on ne peut pas composer ou sommer des équivalents.
J'ai donc pensé que le correcteur était passé à la puissance 1/2 et donc qu'on pouvait passer à la puissance avec n'importe quel réel, pourvu qu'il soit indépendant de la variable que l'on fait varier.
Mon intuition est-elle exacte ou non ?
Merci

Réponses

  • Bonjour,

    1- Quand est défini $f^\lambda$ pour $\lambda$ réel négatif?
    2- Quelles sont les opérations autorisées pour les équivalents?
  • 1-sur les parties de R sur lesquelles f ne s'annule pas
    2-produit, inverse et donc quotient et élévation à une puissance entière positive
  • 1- Ah bon? Et que signifie $(-x)^{-\frac{1}{5}}$ pour $x$ non nul?
    2- Tu n’as pas cité les compositions à gauches particulières dont on a besoin.
  • Bonjour,

    Je passe les détails d'introduction.

    Je posterai plus tard, je n'avais pas vu les questions des autres intervenants.
  • @Dom,

    Je ne comprends pas l’intérêt de faire le travail à sa place...
  • Pardon, j'ai répondu longuement sans voir les réponses que vous donniez, de manière à le faire réfléchir.
    Je vais cacher le message.

    Edit :@jp59, dis-moi, tu parles d'une démo que tu as commencée. Tu peux répondre aux questions qui te sont posées et aussi proposer ta démonstration ou bien son début.

    En tous cas, un conseil : dès qu'on a un doute avec les équivalents, il est prudent de revenir à la définition que je trouve commode :

    $f$ est équivalente à $g$ en $a$ signifie : (par définition)

    Il existe une fonction $\varepsilon$ qui tend vers $0$ en $a$ telle que proche de $a$ on a : $f=(1+\varepsilon)g$.
  • @Amathoué
    pardon pour cette erreur!! a^x=e^xln(a) existe ssi a strictement positif, j'en déduis que f^lambda existes si f strictement positive
    Pour les compositions à gauches je ne vois pas de laquelle tu veux parler en particulier.

    Ainsi passer à une puissance réelle dans les équivalents, si tant est que c'est possible, ne le serait que pour les fonctions à valeurs strictement positives ?
  • je suis revenu à la définition @Dom dans la démo que j'ai commencé en utilisant la même définition que celle que vous montrez.

    sauf que quand j'élève à la puissance r cette égalité, je ne sais pas quoi faire pour à nouveau trouver f^r=(1+fonction qui tend vers0)g^r
    Développer le (1+epsilon)^r avec un binôme de Newton? Je suis bloqué.
  • Ha c'est la bonne démarche.

    En effet, le binôme ne fonctionne pas car là on est avec une puissance non entière.

    Connais-tu les développements limités ?
    Ou alors, plus simplement, ce truc $(1+\varepsilon)^r$ tend-il vers $1$ ?
  • Oui je connais les DL mais je n'ai jamais compris la "philosophie du truc"
    Plus exactement je comprends bien la définition initiale mais je bloque dès qu'on a recours aux petits o
    Je n'arrive pas à trouver des équivalents de suite avec les DL pr déterminer la nature d'une série par exemple question fréquente...
    Je ne comprends pas la notation o
    Je sais que j'en demande beaucoup mais je redouble en 2eme année alors il faut que je comprenne (en profondeur) cette notion de première année..
    Pourriez vous m'expliquer cela svp?
    Dans toute l'analyse j'arrive à avoir des bonnes notes mais je perds souvent des points bêtement à cause des DL...

    Pour r positif je dirais oui, sinon je ne pense pas.
  • La notation $o(u_n)$ désigne une suite, appelons-la $(v_n)_n$, négligeable devant la suite $(u_n)_n$ quand $n$ tend vers $+\infty$, ce qui signifie (sous l'hypothèse que la suite $u$ ne s'annule pas) que la quantité $\frac{v_n}{u_n}$ converge vers $0$. Le vocabulaire parle de lui-même, la suite $v$ est très petite par rapport à $u$. Les choses sont analogues dans le cas d'une fonction $g$ négligeable devant la fonction $f$ au voisinage d'un point $a$ : $g(x)=o(f(x))$ quand $x$ tend vers $a$ veut dire (en tout cas si $f$ ne s'annule pas sur un voisinage de $a$) que $\frac{g(x)}{f(x)}$ tend vers $0$ quand $x$ tend vers $a$.

    Dans un DL, les termes en $o$ qui apparaissent signifie simplement que l'on a un terme "d'erreur", dans l'approximation polynomiale d'une fonction, qui est très petit par rapport au monôme $x^k$, où $k$ l'ordre auquel tu as fait ton DL.
  • Bonjour Jp59.

    Comme le nom "équivalent" (lié à l'idée de limite) est assez intuitif, la notion de négligeable aussi, ce qui te manque peut provenir de deux choses :
    * Une mauvaise connaissance des définitions (oubliées en première année au profit de calculs automatiques, copiés mais pas compris.
    * Une grosse faiblesse en calcul de base sur les puissances, ln et exp, et trigo. Ce qui fait que tu manques d'outils pour avoir une idée de ce qui est sans utilité dans le calcul (négligeable)

    A toi de voir où est ta faiblesse ... puis de la corriger (revoir les cours là où ça pêche).

    Cordialement.
  • Edit : je mets du temps à taper en ce moment donc je n'avais pas vu les messages de Poirot et Gérard.
    Je laisse mon long message tout de même.

    Il faut d'abord comprendre que cette notation $o$ n'est qu'une manière décrire rapidement quelque chose de long.
    C'est pour abréger, en gros.

    Je considère deux fonctions $u$ et $v$ définies, disons, sur le même ensemble $D \subset \mathbb R$ qui est un voisinage de $a$ mais qui ne contient pas forcément le point $a$ (voisinage épointé).

    On note :
    $u=o(v)$ en $a$
    lorsqu'il existe une fonction $\epsilon$ (définie sur un sous-ensemble de $D$) qui tend vers $0$ en $a$ telle que, quand on est proche de $a$, on a : $u=\epsilon v$.
    Je pourrais écrire : Pour tout $x$ dans $D$ et voisin de $a$, $u(x)=\epsilon (x) v(x)$.

    Mais tous tes bouquins et cours contiennent cela.

    Les développements limités se servent de cette notation (de Landau) bien commode.

    Je le répète, en cas de doute, on reprend au brouillon cette égalité avec la fonction $\epsilon$.
    Attention, s'il y a plusieurs $o$, par exemple à ajouter ou autre, il est plus prudent de choisir d'autres lettres ou de mettre des "primes". Mais en fait, à l'usage, selon les contextes, on les regroupe dans la même notation.
    (Bah oui : quand on ajoute deux fonctions qui tendent vers 0, alors la somme tend vers 0. Et on a la même chose avec le produit, la différence. Attention au quotient !).

    Remarque : attention, j'ai mis en bleu trois égalités. Mais elles sont dans un contexte (au voisinage de $a$) et elles sont quantifiées (il existe ...).
  • Merci Poirot je vais approfondir cela.
    Toute prétention gardée, je connais très bien mon cours, je cherche même à connaître les grandes démonstrations et je calcule plutôt bien, j'ai eu en mathématiques des excellentes notes sauf à 2 épreuves, mais ce n'est pas le sujet (l'idée n'est pas de faire le fanfaron, il n'y a pas de quoi pour des professeurs comme vous les épreuves des écoles de commerce sont évidentes, mais juste de vous dire ma situation).
    En fait je n'arrive pas à voir quand "se supprime les petit o" parfois pour trouver un équivalent il y a de petit o et on en enlève un...je ne comprends pas ce genre de chose.

    Merci de vos conseils.
  • Rien de magique, on applique une propriété du cours.

    Si tu as un exemple, on pourra en parler, car comme ça c'est flou !!
  • Un exemple tout simple pour se mettre en jambe : $o(x) + o(1) = o(x)$ quand $x \to +\infty$. Il faut bien comprendre que les $o$ représentés ici n'ont aucune raison d'être les mêmes fonctions. La quantité de gauche est de la forme $\varepsilon_1(x) + \varepsilon_2(x)$, où $\frac{\varepsilon_1(x)}{x}$ et $\varepsilon_2(x)$ tendent vers $0$ quand $x$ tend vers l'infini. Il est évident qu'une telle quantité est un $o(x)$ quand $x$ tend vers l'infini, puisqu'on a également $\frac{\varepsilon_2(x)}{x} \to 0$ quand $x \to +\infty$.
  • Je chercherai et le donnerai.

    Sinon j'ai une autre question qui n'a aucun rapport avec les DL, je me permets de ne pas rouvrir de fil.
    pour démontrer la stabilité de la loi binomiale pour l'addition, on utilise la formule de Vandermonde.
    Je ne trouve que des preuves par dénombrement, que je retiens, mais j'aimerais une explication + algébrique que je ne trouve pas de cette formule.
    Auriez vous une référence svp ?
    Merci
  • Merci Poirot je vais me focaliser sur les DL.
    Merci Dom aussi
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