Colles de mathématiques
Développement en série entière d'une fonction
Sujet
Développer en série entière au voisinage de 0 la fonction
x ↦ ln(1 + x − 2x2).
Préciser le rayon de convergence de la série entière obtenue.
Préciser le rayon de convergence de la série entière obtenue.
Corrigé de l'exercice de maths: Séries entières
Correction
On factorise
donc la fonction est définie sur
, et sur cet intervalle, elle s'écrit aussi
![\[\ln(1+x-2x^2)=\ln(1-x)+\ln(1+2x)\]](/Generateur-Devoirs/Colles/SeriesEnt/exDLSE5_c/3.png)
En utilisant le développement en série entière de
, on obtient
pour
,
![\[\ln(1-x)=-\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{x^n}{n}\]](/Generateur-Devoirs/Colles/SeriesEnt/exDLSE5_c/6.png)
et pour
,
![\[\ln(1+2x)=\sum_{n=1}^{+\infty}(-1)^{n-1}\frac{(2x)^n}{n}\]](/Generateur-Devoirs/Colles/SeriesEnt/exDLSE5_c/8.png)
En effectuant la somme, on en déduit que
![\[\ln(1+x-2x^2)=\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{(-1)^{n-1}2^n-1}{n}x^n\]](/Generateur-Devoirs/Colles/SeriesEnt/exDLSE5_c/9.png)
La série obtenue est de rayon de convergence 1/2.

![$I=]-1/2,1[$](/Generateur-Devoirs/Colles/SeriesEnt/exDLSE5_c/2.png)
![\[\ln(1+x-2x^2)=\ln(1-x)+\ln(1+2x)\]](/Generateur-Devoirs/Colles/SeriesEnt/exDLSE5_c/3.png)
En utilisant le développement en série entière de


![\[\ln(1-x)=-\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{x^n}{n}\]](/Generateur-Devoirs/Colles/SeriesEnt/exDLSE5_c/6.png)
et pour

![\[\ln(1+2x)=\sum_{n=1}^{+\infty}(-1)^{n-1}\frac{(2x)^n}{n}\]](/Generateur-Devoirs/Colles/SeriesEnt/exDLSE5_c/8.png)
En effectuant la somme, on en déduit que
![\[\ln(1+x-2x^2)=\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{(-1)^{n-1}2^n-1}{n}x^n\]](/Generateur-Devoirs/Colles/SeriesEnt/exDLSE5_c/9.png)
La série obtenue est de rayon de convergence 1/2.