Courbes planes

Exo 14

Commencez par chercher à résoudre l'exercice par vous-même.

Si vous manquez d'idée pour débuter, consultez l'indice fourni et recommencez à chercher.

Une solution détaillée vous est ensuite proposée.

On considère le plan affine euclidien de repère orthonormé .

Soit la courbe d'équation : .

Question

Montrer qu'au voisinage du point , il existe une fonction telle que .

Indice

Utilisez le théorème des fonctions implicites.

Solution

Soit la fonction définie par : .

La courbe passe par le point car .

La fonction est de classe sur .

Ses dérivées partielles sont : , et : .

Donc : .

Donc d'après le théorème des fonctions implicites, au voisinage de , l'équation définit implicitement en fonction de .

Conclusion : Au voisinage du point , il existe une fonction telle que .

Question

Former un développement limité d'ordre de la fonction au voisinage de .

Indice

Donnez la forme du développement limité avec des coefficients indéterminés et utilisez : .

Solution

La fonction est de classe au voisinage de , donc admet un développement limité d'ordre en .

On sait que : , et : d'après le théorème des fonctions implicites.

Donc le développement limité est de la forme : .

Or : , donc : .

Au voisinage de : .

Donc : .

Donc : .

Et : .

Or il y a unicité des coefficients du développement limité.

Donc : , et : . Donc : et .

Conclusion : au voisinage de .

Question

En déduire l'allure de la courbe au voisinage du point .

Indice

Utilisez le développement limité.

Solution

On a trouvé : .

Donc la tangente en a pour équation : .

Le deuxième terme non nul est le terme en .

Conclusion : Le point est un point d'inflexion.

Au voisinage de , est du signe de .

Donc au voisinage de : si et si .

On en déduit la position de la courbe par rapport à la tangente.

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