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Niveau maths spé
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Convergence uniforme

Posté par
Hanna
01-09-09 à 13:07

Bonjour,

Tout d'abord, merci beaucoup pour votre aide.

Voila l'énoncé du problème.

On considère la fonction f(x)=1/(x²+a²) , a désignant un réel strictement positif. Soit n dans N*.

On considère les réels xi définis par: i[0,n], xi=-1+2(i/n).

On note Pn le polynôme de Rn[X] tel que i[0,n], Pn(xi)=f(xi). Pn est le polynôme d'interpolation de f aux points x0,x1,...,xn.

1. On a montré que si une fonction :[-1,1]R est de classe Cn+1 et possède n+2 zéros distincts dans [-1:1], alors la dérivée d'ordre (n+1) s'annule dans ]-1,1[.

On en a déduit que x]-1,1[,c]-1,1[/f(x)-Pn(x)=(x-xo)...(x-xn)((f(n+1)(c))/(n+1)!).

2. On a décomposé f en éléments simples sur C:

f(x)=(1/(x-ia) - 1/(x+ia))(1/2ia)

et on a déterminé la dérivée d'ordre n+1 de f:

f(n+1)(x)=(1/(x-ia)n+2 - 1/(x+ia)n+2)((-1)n+1(n+1)!/2ia)

3. On a montré que x[-1,1], (x-xo)...(x-xn)2n+1(n+1)!/nn+1 , en valeur absolue.

4. On doit à présent en déduire que si a>2/e, la suite (Pn) converge uniformément sur [-1;1] vers f.

Merci beaucoup d'avance pour votre aide.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Convergence uniforme 01-09-09 à 18:55

Bonjour ;

tu as 4$\;\frac{f^{(n+1)}(x)}{(n+1)!}=\frac{1}{2ia}\left(\frac{1}{(x-ia)^{n+2}}-\frac{1}{(x+ia)^{n+2}}\right)=\frac{1}{a}\;Im\left(\frac{1}{(x-ia)^{n+2}}\right)

donc en particulier 4$\;\left|\frac{f^{(n+1)}(x)}{(n+1)!}\right|\;\le\;\frac{1}{a}\;\left|\frac{1}{(x-ia)^{n+2}}\right|\;\le\;\frac{1}{a^{n+3}}

d'où 5$\fbox{\sup_{x\in]-1,1[}\;|f(x)-P_n(x)|\;\le\;\underb{\fbox{\frac{2^{n+1}(n+1)!}{a^{n+3}n^{n+1}}}}_{u_n}}

voilà il ne te reste plus qu'à montrer que pour 4$\;a\;>\;\frac{2}{e}\; on a 4$\;\lim_n\;u_n\;=\;0\; sauf erreur bien entendu

Posté par
Hanna
re : Convergence uniforme 01-09-09 à 19:14

Merci beaucoup pour ton aide (extrêmement) précieuse!



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