Développements limités en Python

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De quoi vous aider à vérifier vos calculs. Comme d'habitude, on commence par importer les modules utiles :

In [1]:
from sympy import *
from sympy.interactive import printing # Pour avoir des belles sorties ...
printing.init_printing(use_latex=True) # ... en LaTeX
In [2]:
x = symbols('x') # maintenant je peux utiliser la variable x pour mes calculs.

La fonction series fournit la série de Taylor-Mac Laurin de la fonction (rappel : c'est la partie principale du développement limité au voisinage de $a=0$.)

Par exemple, si je prends la fonction de l'exemple 18 du cours :

$$ x\mapsto f(x) = \sqrt{1+\ln(1+x)}$$

Il me suffit simplement de taper ceci :

In [3]:
series(sqrt(1+log(1+x)),x)
Out[3]:
$$1 + \frac{x}{2} - \frac{3 x^{2}}{8} + \frac{17 x^{3}}{48} - \frac{143 x^{4}}{384} + \frac{1609 x^{5}}{3840} + \mathcal{O}\left(x^{6}\right)$$
 
 
  /      [code python]

Des remarques :

  1. Par défaut, comme dit plus haut, les développements limités sont donnés au voisiange de $a=0$.
  2. Par défaut, la partie régulière du développemement limité est celle à d'ordre 5.
  3. Le terme résiduel n'est pas noté $o(x^5)$ comme vous pouvez le constater, mais $\mathcal O(x^6)$. Cette notation (qui s'appelle, vous l'aurez deviné, grand O) signifie : "il existe un coefficient d'ordre 6, mais je ne l'écris pas" (c'est donc plus précis que $o(x^5)$).

Si je veux un DL de la fonction $t\mapsto \sqrt t$ à l'ordre 2 en $a=3$ comme fait en cours, je tape :

In [4]:
a = 3
n = 2
series(sqrt(x),x,a,n+1) 
Out[4]:
$$\sqrt{3} + \frac{\sqrt{3}}{6} \left(x - 3\right) - \frac{\sqrt{3}}{72} \left(x - 3\right)^{2} + \mathcal{O}\left(\left(x - 3\right)^{3}; x\rightarrow3\right)$$
 
 
  /      [code python]

Remarquez bien que pour avoir un DL$_n$, on spécifie dans series l'ordre $n+1$.

À vous de jouer pour vérifer vos DL !

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