Derivees Produits
1. **Énoncé du problème :**
Calculer $f'(0)$ pour
$$f(x) = (1 + x)(1 + 2x) \cdots (1 + nx)$$
et calculer $f''(0)$ pour
$$f(x) = \log(1x) \log(2x) \cdots \log(nx)$$
2. **Calcul de $f'(0)$ pour le produit :**
On a
$$f(x) = \prod_{k=1}^n (1 + kx)$$
La dérivée logarithmique est plus simple à manipuler :
$$\ln f(x) = \sum_{k=1}^n \ln(1 + kx)$$
Dérivons :
$$\frac{f'(x)}{f(x)} = \sum_{k=1}^n \frac{k}{1 + kx}$$
En évaluant en $x=0$ :
$$\frac{f'(0)}{f(0)} = \sum_{k=1}^n k = \frac{n(n+1)}{2}$$
Or $f(0) = \prod_{k=1}^n 1 = 1$, donc
$$f'(0) = \frac{n(n+1)}{2}$$
3. **Calcul de $f''(0)$ pour le produit des logarithmes :**
On a
$$f(x) = \prod_{k=1}^n \log(kx)$$
Attention, $\log(kx)$ n'est défini que pour $x>0$.
Posons
$$g(x) = \ln f(x) = \sum_{k=1}^n \ln(\log(kx))$$
Dérivons $g(x)$ :
$$g'(x) = \sum_{k=1}^n \frac{1}{\log(kx)} \cdot \frac{k}{kx} = \sum_{k=1}^n \frac{1}{x \log(kx)}$$
En $x=0$, $\log(kx) \to -\infty$, donc $g'(0)$ n'est pas défini.
Pour $f''(0)$, on peut écrire
$$f''(x) = f(x) \left(g''(x) + (g'(x))^2\right)$$
Mais $f(0) = \prod_{k=1}^n \log(0) = \prod_{k=1}^n (-\infty)$ n'est pas défini.
**Conclusion :**
- $f'(0) = \frac{n(n+1)}{2}$
- $f''(0)$ n'est pas défini car $f(x)$ n'est pas défini en $x=0$ pour la fonction logarithmique donnée.