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Niveau Maths sup
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bloquée par très loin de la fin !!

Posté par
daddo59
26-09-09 à 21:38

Bonjour,

    J'ai un exercice qui me donne du fil à retordre pour les 2 dernières questions, les 2 premères étant passées comme un lettre à la poste !!

    Voici l'énoncé:

Soit n et Tn la fonction définie pour tout x [-1;1] part Tn= cos(nArccos)

    1) Déterminer T0, T1, T2, T3 de façon simple sans Arccos
    2) Soit n un entier naturel non nul x   [-1;1]. En appliquant une formule trigonométrique convenable, établir que Tn+1(x)= 2*Tn(x) - Tn-1(x)
    3) En déduire que Tn est un fonction polynômiale dont on déterminera le degré et le coefficient du monôme de plus haut degré
    4) Déterminer les racines de Tn


    J'ai trouvé:

    1) T0(x) = 1
       T1(x) = x
       T2(x) = 2x²-1
       T3(x) = 4x3-3x

    2) Je l'ai trouvé donc je vous épargne les calculs sinon j'ai pas fini ....

Et après je séche ....


Merci d'avance à ce qui pourront m'aider !!

Posté par
siOk
re : bloquée par très loin de la fin !! 26-09-09 à 21:44

Bonjour


dans l'énoncé ce ne serait pas   Tn+1(x)= 2X*Tn(x) - Tn-1(x)   au lieu de  Tn+1(x)= 2*Tn(x) - Tn-1(x)  ?

3) par récurrence forte sur n


4) ??? pas d'idée

Posté par
rogerd
bloquée 26-09-09 à 21:45

Bonsoir daddo59

Pour te mettre sur la voie pour le 3): Exprimer T4(x).

Posté par
Galilée
re : bloquée par très loin de la fin !! 26-09-09 à 21:46

Bonsoir daddo59,

la question 3 se fait par récurrence.

Posté par
daddo59
re : bloquée par très loin de la fin !! 26-09-09 à 21:46

oui j'ai oublié le X ...
Qu'est ce que tu entends par recurrence forte ??

Posté par
Galilée
re : bloquée par très loin de la fin !! 26-09-09 à 21:49

Ceci dit je suis d'accord avec siOk, il doit manquer un X

Posté par
Galilée
re : bloquée par très loin de la fin !! 26-09-09 à 21:50

oups désolé

Posté par
Galilée
re : bloquée par très loin de la fin !! 26-09-09 à 21:53

Pas besoin d'une récurrence forte, il suffit de faire une récurrence à deux crans, c'est-à-dire supposer la propriété vraie pour Tn mais aussi pour Tn-1

il faut donc faire deux initialisations...

Posté par
daddo59
re : bloquée par très loin de la fin !! 26-09-09 à 22:07

euh ... j'ai des problémes pour voir comment une récurrence va m'aider pour le 3) ou alors je m'y prend comme un manche ...

Posté par
Galilée
re : bloquée par très loin de la fin !! 26-09-09 à 22:15

il faut montrer par récurrence que deg(Tn)=n

Posté par
Jarod54
re : bloquée par très loin de la fin !! 26-09-09 à 22:23

Pour la 3), récurrence à deux crans comme dit plus haut

n>0, Tn+1(x)= 2X*Tn(x) - Tn-1(x)

en raisonnant sur les degrés, tu peux remarquer que Tn+1 est de degré (n+1), et surtout qu'il n'y a qu'un seul terme qui apporte du Xn+1

tu peux donc facilement en déduire le degré de Tn et son coefficient. Une fois que tu as ces informations, la récurrence ne devrait pas poser de problème

Pour la 4), je sais plus exactement mais essaye d'utiliser la relation Tn= cos(nArccos) dans ton equadiff et de simplifier avec les expressions trigonométriques,

P.S. : n'oublie pas dans la récurrence de dire que n\in \mathbb{N}*, c'est une erreur fréquente

Posté par
daddo59
re : bloquée par très loin de la fin !! 27-09-09 à 09:26

ouf ... je comprends pas tres bien comment y faut que je m'y prenne...
J'ai l'initialisation,

       T3(x)= 2x * T2(x) - T1(x)
                       = 2x*(2x²-1)-x
                       = 4x3-3x

La relation est donc vraie au rang n=3

Mais apres, il faut que je démontre quoi ... que Tn+2(x)= 2x*Tn+1(x) - Tn(x), si oui comment ??

Posté par
Galilée
re : bloquée par très loin de la fin !! 27-09-09 à 10:03

bonjour daddo59,

tu cherches à montrer que Tn est une fonction polynomiale, à trouver son degré et son coefficient dominant.

Il faut donc démontrer par récurrence que Tn est un polynome. Que deg(Tn)=n et que son coefficient dominant est : 2n


Pour cela tu initialises ta récurrence pour n=1, n=2, (et n=3, soyons fous !) T1 T2 et T3 sont des polynômes de degré 1, 2 et 3. Tu suppose que Tn et Tn-1 sont des polynômes de degré n et n-1, de coefficients dominant 2n et 2n-1...

je te laisse finir, j'en ai déjà trop dit...

Posté par
Keri
re : bloquée par très loin de la fin !! 27-09-09 à 10:15

3) Par récurrence, tu montres juste que le degré de Tn est n, et que le coefficient de plus haut degré dans Tn est 2^(n-1), grâce à la relation de récurrence entre les (Tn), qui peut être prouvée de cette façon :
cos((n+2)arcosx) = cos((n+1)arcosx)*cos(arcosx) - sin((n+1)arcosx)*sin(arcosx)    ( cos(a+b) )
et
cos(narcosx) = cos((n+1)arcosx)*cos(arcosx) + sin((n+1)arcosx)*sin(arcosx)   ( cos(a-b) )

En sommant les deux équations, tu as :
cos((n+2)arcosx) + cos(narcosx) = 2*cos((n+1)arcosx)*cos(arcosx)
Donc Tn+2(x)-2*x*Tn+1(x)+Tn(x) = 0

4) (Tn)n est la suite des polynômes de Tchebychev, qui vérifient, pour tout x dans R:
Tn(cos(x)) = cos(nx)

Les racines de ton polynôme sont donc les ak définis par :
ak = cos((2k-1)*Pi/(2n)) pour k dans {1,...,n}

Après tu dois démontrer que tous les (ak) sont différents, et donc, Tn étant de degré n, les (ak) sont exactement les racines de Tn.

Posté par
Keri
re : bloquée par très loin de la fin !! 27-09-09 à 10:18

Désolé, je viens de voir que tu avais déjà établi la formule.

Pour trouver que le coefficient de plus haut degré est 2^(n-1) et que le degré et n, tu fais une récurrence avec une double initialisation.
Tu montres le résultat pour n=1 ET n=2

Et ensuite tu montre que, soit P(n) ton hypothèse de récurrence,
P(n) et P(n+1) => P(n+2)

Et la récurrence est immédiate avec la formule.

Posté par
daddo59
re : bloquée par très loin de la fin !! 27-09-09 à 12:10

Youpi !!!! sa y est j'ai réussit !!!
Merci beaucoup à vous tous !!!!



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