Arcsin Reciprocal 7C29B9
1. **Énoncé du problème :**
Nous avons la fonction $f(x) = \frac{1}{\arcsin(x)}$ définie sur l'intervalle $(-1,1)$ sauf en $x=0$ où $\arcsin(x)=0$.
2. **Définition du domaine $D_f$ :**
Le domaine de $f$ est l'ensemble des $x$ tels que $\arcsin(x) \neq 0$ et $x \in [-1,1]$.
Comme $\arcsin(x)=0$ uniquement pour $x=0$, on a
$$D_f = [-1,0) \cup (0,1].$$
3. **Calcul de la limite $\lim_{x \to 0^+} f(x)$ :**
On sait que $\arcsin(x) \sim x$ quand $x \to 0$, donc
$$f(x) = \frac{1}{\arcsin(x)} \sim \frac{1}{x}.$$
Ainsi,
$$\lim_{x \to 0^+} f(x) = +\infty.$$
4. **Calcul de la dérivée $f'(x)$ :**
Utilisons la règle de dérivation d'un quotient :
$$f(x) = \frac{1}{\arcsin(x)} = (\arcsin(x))^{-1}.$$
Donc,
$$f'(x) = - (\arcsin(x))^{-2} \cdot \frac{d}{dx} \arcsin(x).$$
Or,
$$\frac{d}{dx} \arcsin(x) = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}.$$
Donc,
$$f'(x) = - \frac{1}{(\arcsin(x))^2 \sqrt{1 - x^2}}.$$
5. **Calcul de la limite $\lim_{x \to 0^+} f'(x)$ :**
Comme $\arcsin(x) \sim x$ et $\sqrt{1 - x^2} \to 1$ quand $x \to 0$, on a
$$f'(x) \sim - \frac{1}{x^2 \cdot 1} = - \frac{1}{x^2}.$$
Donc,
$$\lim_{x \to 0^+} f'(x) = -\infty.$$
6. **Calcul de la limite $\lim_{x \to 1^-} f'(x)$ :**
Quand $x \to 1^-$, $\arcsin(x) \to \frac{\pi}{2}$ et $\sqrt{1 - x^2} \to 0^+$.
Donc,
$$f'(x) = - \frac{1}{(\arcsin(x))^2 \sqrt{1 - x^2}} \to - \frac{1}{(\frac{\pi}{2})^2 \cdot 0^+} = -\infty.$$
7. **Propriété hyperbolique donnée :**
$$\sinh(x+y) = \sinh(x) \cosh(y) + \sinh(y) \cosh(x)$$
8. **Expression de $\cosh(x)$ en fonction de $\sinh$ :**
$$\cosh(x) = \frac{1}{2} \cdot \frac{\sinh(2x)}{\sinh(x)}.$$
9. **Produit $P_n(x)$ :**
$$P_n(x) = \prod_{k=1}^n \cosh\left(\frac{x}{2^k}\right), \quad n \geq 1, x > 0.$$