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Niveau Licence Maths 1e ann
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gros probléme dans exercice

Posté par
mika67100
10-11-09 à 22:29

voila plusieur jour que je cherche a demontrer quelque point d'un sujet de partiel des années prédentes mais pas possible de trouver c'est question

on nous de demande de montrer que

A B =  A+B    

(A B)! = A!B!

(A B)^B=a^b^  si a^n,b^n,^n,^n


merci d'avance je bloque vraiment sur c'est question


mika

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 10-11-09 à 23:01

Bonjour.

Quelles sont les hypothèses concernant A B et A! ?

Posté par
mika67100
re : gros probléme dans exercice 10-11-09 à 23:31

alors les seuls info qui sont donnée

a=(a1...,an)

(a1...,an)+(b1..,bn)=(a1+b1,...,an+bn)


(a,b)ab=(a1,...,an,b1,...,bm)



voila moi sa ne ma pas suffit a trouver le resultat

merci d'avance

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 11-11-09 à 09:01

Citation :
alors les seuls info qui sont donnée

a=(a1...,an)

(a1...,an)+(b1..,bn)=(a1+b1,...,an+bn)


(a,b)ab=(a1,...,an,b1,...,bm)


Je ne pense pas que l'énoncé soit aussi abrupt. Peux-tu nous donner exactement ce qui est écrit ?

Posté par
mika67100
re : gros probléme dans exercice 11-11-09 à 13:49

effectivement il y a une partie rappel



notation et rappel  

on note ^n l'ensemble =(1,...,n) de dimension n .cet ensemble est naturellement muni d'une addition + qui agit composante par composante

(1,...n)+(1,...,n)=(1+1,...,n+n)

pour 1in on denotera (i)^n le multi indice (0,...,0,1,0,...,0) ou le 1 est situé eu i eme psotion

lalongueur d'un multi indice ^n est =i

la factorielle d'un multi indice ^n est !=(i!)

on appelle coefficients du multinomes de rang n les nombres

C=!/!

par convention on posera C=0 si une des composantes de ^n est strictement negative

si a=(a1,...,an)^n et ^n on definit a^=ai^i

si f=(f1,...,fn) est une collection de n fonction de dans ^n on definit f() =fi(i)

on definti l'operation par

^n^m^n+m

(a,b)ab =(a1,...,an,b1,....,bm)







voila maintenant c'est bien tous se qu'on a

Posté par
mika67100
re : gros probléme dans exercice 11-11-09 à 13:51

j'ai oublié un truc


on se propose de demontrer la formule de leibniz generalisee


(f1f2...n)^(k)=Cf()

ou la sommation s'effectue sur tous les multi indices =(1,...,n) dont la longueur vaut K  . ici n et k sont des entiers positifs avec n1

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 11-11-09 à 14:35

Bon, avec ces compléments, ton premier topic commence à avoir quelque signification.

Comment pouvais-tu imaginer que l'on comprenne tes question sans ces précisions ?

Reprenons :

1°) ab = a+b
Je ne pense pas, il doit y avoir erreur d'énoncé, mais je ne vois pas laquelle.

2°) (ab)! = a!b! : erreur d'énoncé.
Il doit s'agir plutôt de (ab)! = a!b!

\textrm (a\bigoplus b)! = (a_1,...,a_n,b_1,...,b_m)! = (a_1!,...,a_n!,b_1!,...,b_m!)\\
 \\ 
 \\ = (a_1!,...,a_n!)\bigoplus (b_1!,...,b_m!) = a!\bigoplus b!

3°) Je pense que tu as voulu écrire : \textrm (a\bigoplus b)^{\alpha\bigoplus \beta} = a^{\alpha}\bigoplus b^{\beta}

\textrm (a\bigoplus b)^{\alpha\bigoplus \beta} = (a_1,...,a_n,b_1,...,b_m)^{(\alpha_1,...,\alpha_n,\beta_1,...,\beta_m)}\\
 \\ 
 \\ = (a_1^{\alpha_1},...,a_n^{\alpha_n},b_1^{\beta_1},...,b_m^{\beta_m})\\
 \\ 
 \\ = (a_1^{\alpha_1},...,a_n^{\alpha_n})\bigoplus (b_1^{\beta_1},...,b_m^{\beta_m})\\
 \\ 
 \\ = a^{\alpha}\bigoplus b^{\beta}

Posté par
mika67100
re : gros probléme dans exercice 11-11-09 à 16:06

alors pour le premier j'ai oublié les valeurs absolue


le deuxiéme c'est bien se que j'ai ecrit (ab)!=a!b!


pour le troisiéme c'est aussi se que j'ai ecrit (ab)^=a^b^

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 11-11-09 à 18:47

Merci quand même.

2°) J'ai trouvé : (ab)! = a!b!

Ce n'est pas ce que tu as écrit

3°) L'exposant n'était pas clair, tu aurais dû mettre une parenthèse. En outre le "" ne figure pas dans le second membre.

Posté par
mika67100
re : gros probléme dans exercice 11-11-09 à 19:03

je comprends votre soucis mais dansl'enoncé il est bien marqué

2)(AB)!=A!B!  je dois avouer que cela me gene depuis le debut mais je ne sais pas qui je pourrais contacter a la fac pour me renseigner si le sujet comprend une faute ou pas

vous avez trouvé la demonstration pour A!B! je vous en remercie , j'ai d'ailleurs bien compris la demarche mais vu que je ne sais pas si cela est effectivement une erreur de sujet ou pas je ne peux pas vous eclairer  , si vous voulez je peux vous envoyer le sujet complet (  il fau tjuste me donner uen adresse )


pour le 3) le probléme est quasi le meme je ne comprend pas non plus l'absence du dans le resultat

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 11-11-09 à 19:20

En cliquant sur mon image à côté de mon nom, tu tombes sur mes coordonnées.

Ton sujet m'intéresse car les notations sont très importantes et je commence à deviner comment on va les utiliser dans les polynômes de plusieurs variables.

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 12-11-09 à 12:39

Bonjour.

J'ai commencé à retravailler ton sujet. Avec l'énoncé complet, c'est quand même moins difficile.

3$\textrm\fbox{PROBLEME 1}

Avec les notations appropriées, l'objectif de cette première partie est de généraliser la formule de Leibnitz classique vue en classe de première, donnant la dérivée d'ordre k d'un produit de deux fonctions :

\textrm (f\times g)^{(k)} = \Bigsum_{p=0}^kC_n^p (f)^{(p)}\times (g)^{(k-p)}

1. Question préliminaire.

(a). On applique les notations.

\textrm|\alpha\bigoplus\beta| = |(\alpha_1,...,\alpha_n,\beta_1,...,\beta_m)!\\
 \\ = \alpha_1+...+\alpha_n+\beta_1+...+\beta_m = (\alpha_1+...+\alpha_n)+(\beta_1+...+\beta_m)\\
 \\ = |\alpha|+|\beta|

\textrm(\alpha\bigoplus\beta)! = \alpha_1!\times...\times\alpha_n!\times\beta_1!\times...\times\beta_m!\\
 \\ = (\alpha_1!\times...\times\alpha_n!)\times(\beta_1!\times...\times\beta_m!) = \alpha!\times\beta!

\textrm (a\bigoplus b)^{\alpha\bigoplus\beta} = (a_1,...,a_n,b_1,...,b_m)^{(\alpha_1,...,\alpha_n,\beta_1,...,\beta_m)}\\
 \\ = (a_1^{\alpha_1},...,a_n^{\alpha_n},b_1^{\beta_1},...,b_m^{\beta_m})\\
 \\ = (a_1^{\alpha_1},...,a_n^{\alpha_n})\bigoplus(b_1^{\beta_1},...,b_m^{\beta_m})\\
 \\ = a^{\alpha}\bigoplus b^{\beta}

(b) On suppose n = 2.

\textrm\alpha = (\alpha_1,\alpha_2) \Longrightarrow \ C_{\alpha} = \fra{(\alpha_1+\alpha_2)!}{\alpha_1!\alpha_2!}

Ne pas oublier que 1 et 2 sont des entiers.
Si l'un d'entre eux est < 0, l'énoncé précise que les termes valent 0, donc, dans ce cas l'égalité est vraie.
Sinon, c'est la définition des combinaisons classiques :

\textrm C_n^p = \fra{n!}{p!(n-p)!} = C_n^{n-p} \Longrightarrow \ C_{\alpha} = C_{\alpha_1+\alpha_2}^{\alpha_1} = C_{\alpha_1+\alpha_2}^{\alpha_2}

(c) On suppose encore n = 2.

Là encore, on manipule des entiers et si certains sont strictement négatifs, cela donne des résultats nuls.
Si ces entiers sont supérieurs ou égaux à 0, le résultat classique des combinaisons :

\textrm C_n^p = C_{n-1}^{p-1}+C_{n-1}^{p}\\
 \\ \Longrightarrow  C_{(\alpha_1-1,\alpha_2)}+C_{(\alpha_1,\alpha_2-1)} = C_{(\alpha_1,\alpha_2)}

2. Cas particuliers.

(a). n = 1, k quelconque.

On a alors : = (\alpha1) = (k) et f = (f1) = (f) : séquences de longueur 1. Donc,

\textrm |\alpha| = k ; C_{\alpha} = \fra{k}{k} = 1

\textrm (f)^{(k)} = \Bigsum_{p=k}^k\times 1\times (f)^{(p)} = \Bigsum_{|\alpha|=k}C_{\alpha}(f)^{(\alpha)}

La formule est vraie pour n = 1, k quelconque.

(b). n quelconque, k = 0.

Il s'agit donc de voir si la formule proposée reflète le cas :

\textrm (f_1\times ... \times f_n)^{(0)} = f_1\times ... \times f_n

\textrm |\alpha| = 0 \Longrightarrow \alpha = (0,0,...,0) ; C_{\alpha} = \fra{0!}{0!..0!} = 1

On peut donc bien écrire que :

\textrm (f_1\times ... \times f_n)^{(0)} = f_1\times ... \times f_n \Longrightarrow (f_1\times ... \times f_n)^{(0)} = \Bigsum_{|\alpha|=0}C_{\alpha}(f)^{(\alpha)}

La formule est vraie pour k = 0, n quelconque.

(c). n quelconque, k = 1.

On sait que :

\textrm (f_1\times f_2\times ... \times f_n)^{'} = f_1^'\times f_2\times ... \times f_n + f_1\times f_2^'\times ... \times f_n + ... + f_1\times f_2\times ... \times f_n^'

\textrm (f_1\times ... \times f_n)^{(1)} = \Bigsum_{|\alpha|=1}C_{\alpha}(f)^{(\alpha)}



La formule donnée dans l'énoncé donne-t-elle le même résultat ?

Comme k = 1, = (0,0,...,0,1,0,...,0) et il est facile de voir que C = 1

On a donc bien :

3. Etude du cas n = 2.

On a donc f = (f1,f2) et = (1,2) avec || = k.

Pour abréger les écritures, je pose :
= (p,k-p), où p entier compris entre 0 et k
f1 = f et f2 = g

On a vu plus haut que pour n = 2, les valeurs k = 0 et k = 1 donnent bien la formule de l'énoncé.
Procédons par récurrence. Nous supposons donc la formule exacte au rang k.

Avec mes notations allégées, elle donne :

\textrm (f\times g)^{(k)} = \Bigsum_{p=0}^kC_k^p(f^{(p)},g^{(k-p)})

Maintenant, passons au rang k+1 :

\textrm (f\times g)^{(k+1)} = ((f\times g))^')^{(k)} = (f^'\times g+f\times g^')^{(k)} = (f^'\times g)^{(k)}+(f\times g^')^{(k)}

Nous pouvons appliquer la formule de récurrence à l'ordre k pour chacun de ces deux termes :

\textrm (f\times g)^{(k+1)} = \Bigsum_{p=0}^kC_k^p(f^{(p+1)},g^{(k-p)}) + \Bigsum_{p=0}^kC_k^p(f^{(p)},g^{(k-p+1)})\\
 \\ 
 \\ = C_k^k(f^{(k)},g^{(0)}) + \Bigsum_{p=0}^{(k-1)}C_k^p(f^{(p+1)},g^{(k-p)}) + \Bigsum_{p=1}^kC_k^p(f^{(p)},g^{(k-p+1)}) + C_k^0(f^{(0)},g^{(k+1)})

Dans la première somme, on effectue une translation d'indices en posant P = p+1.

\textrm (f\times g)^{(k+1)}\\
 \\ 
 \\ = C_k^k(f^{(k)},g^{(0)}) + \Bigsum_{P=1}^{k}C_k^{P-1}(f^{(P)},g^{(k-P+1)}) + \Bigsum_{P=1}^kC_k^P(f^{(P)},g^{(k-P+1)}) + C_k^0(f^{(0)},g^{(k+1)})

On peut ensuite regrouper les termes des deux sommes et utiliser :

\textrm C_k^{P-1} + C_k^{P} = C_{k+1}^{P}

En incluant les deux termes extrèmes :

\textrm (f\times g)^{(k+1)}\\
 \\ 
 \\ = \Bigsum_{P=0}^{k+1}C_{k+1}^{P}(f^{(P)},g^{(k+1-P)})\\
 \\ 
 \\ = \Bigsum_{|\alpha|=k+1}C_{\alpha}f^{(\alpha)}

La formule est vraie au rang k+1.

Je t'envoie ce premier corrigé.

Je verrai la dernière question du problème 1 plus tard car c'est très long à écrire.

Posté par
mika67100
re : gros probléme dans exercice 14-11-09 à 12:55

ok merci

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 14-11-09 à 15:55

Bonjour.

Tu feras attention, il y a des fautes de frappe.

Bon week end.

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 17-11-09 à 00:43

Je corrige mes erreurs car j'avais mal interprété les formules :

\textrm a^{\alpha} = \Bigprod_{i=1}^na_i^{\alpha_i} et f^{(\alpha)} = \Bigprod_{i=1}^nf_i^{(\alpha_i)}

3$\textrm\fbox{PROBLEME 1}

1. Question préliminaire.

(a). On applique les notations.

\textrm|\alpha\bigoplus\beta| = |(\alpha_1,...,\alpha_n,\beta_1,...,\beta_m)\\
 \\ = \alpha_1+...+\alpha_n+\beta_1+...+\beta_m = (\alpha_1+...+\alpha_n)+(\beta_1+...+\beta_m)\\
 \\ = |\alpha|+|\beta|

\textrm(\alpha\bigoplus\beta)! = \alpha_1!\times...\times\alpha_n!\times\beta_1!\times...\times\beta_m!\\
 \\ = (\alpha_1!\times...\times\alpha_n!)\times(\beta_1!\times...\times\beta_m!) = \alpha!\times\beta!

\textrm (a\bigoplus b)^{\alpha\bigoplus\beta} = (a_1,...,a_n,b_1,...,b_m)^{(\alpha_1,...,\alpha_n,\beta_1,...,\beta_m)}\\
 \\ = a_1^{\alpha_1}\times...\times a_n^{\alpha_n}\times b_1^{\beta_1}\times ...\times b_m^{\beta_m}\\
 \\ = a^{\alpha}\times b^{\beta}

(b) On suppose n = 2.

\textrm\alpha = (\alpha_1,\alpha_2) \Longrightarrow \ C_{\alpha} = \fra{(\alpha_1+\alpha_2)!}{\alpha_1!\alpha_2!}

Ne pas oublier que 1 et 2 sont des entiers.
Si l'un d'entre eux est < 0, l'énoncé précise que les termes valent 0, donc, dans ce cas l'égalité est vraie.
Sinon, c'est la définition des combinaisons classiques :

\textrm C_n^p = \fra{n!}{p!(n-p)!} = C_n^{n-p} \Longrightarrow \ C_{\alpha} = C_{\alpha_1+\alpha_2}^{\alpha_1} = C_{\alpha_1+\alpha_2}^{\alpha_2}

(c) On suppose encore n = 2.

Là encore, on manipule des entiers et si certains sont strictement négatifs, cela donne des résultats nuls.
Si ces entiers sont supérieurs ou égaux à 0, le résultat classique des combinaisons :

\textrm C_n^p = C_{n-1}^{p-1}+C_{n-1}^{p}\\
 \\ \Longrightarrow  C_{(\alpha_1-1,\alpha_2)}+C_{(\alpha_1,\alpha_2-1)} = C_{(\alpha_1,\alpha_2)}

2. Cas particuliers.

(a). n = 1, k quelconque.

On a alors : = (1) = (k) et f = (f1) = (f) : séquences de longueur 1. Donc,

\textrm |\alpha| = k ; C_{\alpha} = \fra{k}{k} = 1

\textrm (f)^{(k)} = \Bigsum_{p=k}^k\times 1\times (f)^{(p)} = \Bigsum_{|\alpha|=k}C_{\alpha}(f)^{(\alpha)}

La formule est vraie pour n = 1, k quelconque.

(b). n quelconque, k = 0.

Il s'agit donc de voir si la formule proposée reflète le cas :

\textrm (f_1\times ... \times f_n)^{(0)} = f_1\times ... \times f_n

\textrm |\alpha| = 0 \Longrightarrow \alpha = (0,0,...,0) ; C_{\alpha} = \fra{0!}{0!..0!} = 1

On peut donc bien écrire que :

\textrm (f_1\times ... \times f_n)^{(0)} = f_1\times ... \times f_n \Longrightarrow (f_1\times ... \times f_n)^{(0)} = \Bigsum_{|\alpha|=0}C_{\alpha}(f)^{(\alpha)}

La formule est vraie pour k = 0, n quelconque.

(c). n quelconque, k = 1.

On sait que :

\textrm (f_1\times f_2\times ... \times f_n)^{'} = f_1^'\times f_2\times ... \times f_n + f_1\times f_2^'\times ... \times f_n + ... + f_1\times f_2\times ... \times f_n^'

La formule donnée dans l'énoncé donne-t-elle le même résultat ?

Comme k = 1, = (0,0,...,0,1,0,...,0) et il est facile de voir que C = 1

On a donc bien : \textrm (f_1\times ... \times f_n)^{(1)} = \Bigsum_{|\alpha|=1}C_{\alpha}(f)^{(\alpha)}

3. Etude du cas n = 2.

On a donc f = (f1,f2) et = (1,2) avec || = k.

Pour abréger les écritures, je pose :
= (p,k-p), où p entier compris entre 0 et k
f1 = f et f2 = g

On a vu plus haut que pour n = 2, les valeurs k = 0 et k = 1 donnent bien la formule de l'énoncé.
Procédons par récurrence. Nous supposons donc la formule exacte au rang k.

Avec mes notations allégées, elle donne :

\textrm (f\times g)^{(k)} = \Bigsum_{p=0}^kC_k^pf^{(p)}\times g^{(k-p)}

Maintenant, passons au rang k+1 :

\textrm (f\times g)^{(k+1)} = ((f\times g))^')^{(k)} = (f^'\times g+f\times g^')^{(k)} = (f^'\times g)^{(k)}+(f\times g^')^{(k)}

Nous pouvons appliquer la formule de récurrence à l'ordre k pour chacun de ces deux termes :

\textrm (f\times g)^{(k+1)} = \Bigsum_{p=0}^kC_k^pf^{(p+1)}\times g^{(k-p)} + \Bigsum_{p=0}^kC_k^pf^{(p)}\times g^{(k-p+1)}\\
 \\ 
 \\ = C_k^kf^{(k)}\times g^{(0)} + \Bigsum_{p=0}^{(k-1)}C_k^pf^{(p+1)}\times g^{(k-p)} + \Bigsum_{p=1}^kC_k^pf^{(p)}\times g^{(k-p+1)} + C_k^0f^{(0)}\times g^{(k+1)}

Dans la première somme, on effectue une translation d'indices en posant P = p+1.

\textrm (f\times g)^{(k+1)}\\
 \\ 
 \\ = C_k^kf^{(k)}\times g^{(0)} + \Bigsum_{P=1}^{k}C_k^{P-1}f^{(P)}\times g^{(k-P+1)} + \Bigsum_{P=1}^kC_k^Pf^{(P)}\times g^{(k-P+1)} + C_k^0f^{(0)}\times g^{(k+1)}

On peut ensuite regrouper les termes des deux sommes et utiliser :

\textrm C_k^{P-1} + C_k^{P} = C_{k+1}^{P}

En incluant les deux termes extrèmes :

\textrm (f\times g)^{(k+1)} = \Bigsum_{P=0}^{k+1}C_{k+1}^{P}f^{(P)}\times g^{(k+1-P)} 
 \\ 
 \\ (f\times g)^{(k+1)} = \Bigsum_{|\alpha|=k+1}C_{\alpha}f^{(\alpha)}

La formule est vraie au rang k+1.

4. Etude du cas n quelconque.

On a déjà vu dans la question 2°) que la formule est vraie pour tout k lorsque n = 1, et dans la question 3°) que la formule est vraie pour tout k lorsque n = 2

On la suppose vraie au rang n : pour tout k :

\textrm (f_1\times ... \times f_n)^{(k)} = \Bigsum_{|\alpha|=k}C_{\alpha}(f)^{(\alpha)}

Passons au rang n+1.

\textrm (f_1\times ... \times f_n\times f_{n+1})^{(k)} = (g\times f_{n+1})^{(k)}

Grace à la formule obtenue dans la question 3°) pour n = 2 :

\textrm (f_1\times ... \times f_n\times f_{n+1})^{(k)} = (g\times f_{n+1})^{(k)}\\ 
 \\ 
 \\ = \Bigsum_{|\alpha|+|\alpha_{n+1}|=k}C_{(|\alpha|+|\alpha_{n+1}|)}g^{(\alpha)}\times f_{n+1}^{\alpha_{n+1}}\\
 \\ 
 \\ = \bigsum_{|\alpha\bigoplus\alpha_{n+1}|=k}C_{(|\alpha\bigoplus \alpha_{n+1}|)}(g\bigoplus f_{n+1})^{(\alpha\bigoplus \alpha_{n+1})}\\
 \\ 
 \\ = \bigsum_{|\beta|=k}C_{(\beta)}f^{(\beta)}

La récurrence est confirmée.

Conclusion : pour tout n, pour tout k :

3$\textrm\fbox{(f_1\times ... \times f_n)^{(k)} = \Bigsum_{|\alpha|=k}C_{\alpha}(f)^{(\alpha)}}

Voilà, le premier problème est complet avec les corrections qui s'imposaient par rapport au précédent topic.

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 17-11-09 à 19:08

3$\textrm\fbox{PROBLEME 2}


1. Dérivées partielles.

\textrm F(a_1,...,a_n) = (a_1+...+a_n)^k est un polynôme homogène de degré total k. Donc :

a) Si p > k et \textrm\alpha_1+...+\alpha_n=p :

3$\textrm\fra{\partial^pF(a_1,...,a_n)}{\partial a_1^{\alpha_1}...\partial a_n^{\alpha_n}}(a_1,...,a_n) = 0

b) Si p < k et \textrm\alpha_1+...+\alpha_n=p : les termes contiennent a1 , ... , an, donc :

3$\textrm\fra{\partial^pF(a_1,...,a_n)}{\partial a_1^{\alpha_1}...\partial a_n^{\alpha_n}}(0,...,0) = 0

c) Si p = k et \textrm\alpha_1+...+\alpha_n=k : toutes les puissances sont éliminées et

3$\textrm\fra{\partial^pF(a_1,...,a_n)}{\partial a_1^{\alpha_1}...\partial a_n^{\alpha_n}}(a_1,...,a_n) = k!

2. Formule de Taylor.

Cela signifie que seul le dernier terme de la formule de Taylor pour les polynômes de n variables sera non nul :

\textrm (a_1+...+a_n)^k =\Bigsum_{\alpha_1+...+\alpha_n=k}\fra{a_1^{\alpha_1}...a_n^{\alpha_n}}{\alpha_1!...\alpha_n!}\times k! = \Bigsum_{|\alpha|=k}\fra{(\alpha_1+...+\alpha_n)!}{\alpha_1!...\alpha_n!}a_1^{\alpha_1}...a_n^{\alpha_n}

En reprenant les notations de l'énoncé :

3$\textrm\fbox{(a_1+...+a_n)^k = \Bigsum_{|\alpha|=k}C_{\alpha}a^{\alpha}}

3. Applications.

a). Dans le développement de \textrm F(a_1,...,a_n) = (a_1+...+a_n)^k, chaque monôme du type :

\textrm a_1^{\alpha_1}...a_n^{\alpha_n} appar

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 17-11-09 à 19:23

Raté ! fausse manoeuvre. Je reprends :

3. Applications

a). dans le développement de \textrm (a_1+...+a_n)^k, chaque monôme du type \textrm a_1^{\alpha_1}...a_n^{\alpha_n} apparaît un nombre entier de fois. Donc :

3$\textrm\fbox {C_{\alpha} = \fra{(\alpha_1+...+\alpha_n)!}{\alpha_1!...\alpha_n!} est un entier}

Ce qui au départ ne semble pas évident :

Si = (5,8,4), 2$\textrm C_{\alpha} = \fra{(17)!}{5!8!4!} est un entier.

b). Il suffit (!) d'employer le formule de la question 1°) et d'écrire que :

\textrm (a_1+...+a_n)^k = (a_1+...+a_n)^{k-1}.(a_1+...+a_n)

et de développer, puis d'identifier. Mais l'écriture est fastidieuse.

Posté par
mika67100
re : gros probléme dans exercice 17-11-09 à 21:04

bonsoir

merci mais je ne comprend toujours pas le 1 du probleme 2 et le b du 3

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 19-11-09 à 09:32

Pour le 1°) du problème 2, commence par faire un essai avec F(x,y) = (x+y)3 en cherchant les dérivées partielles

Posté par
mika67100
re : gros probléme dans exercice 19-11-09 à 13:23

ok oui on obtient un truc de la form k()^k-1


mais encore un truc pour se genre de reponse la réaction est suffisante ou je dois plus detailler la recherche de la derivée

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 19-11-09 à 17:41

Je ne pense pas que tu sois obligé(e) de détailler davantage, surtout que visiblement le cours sur les dérivées partielles et la formule de Taylor a été fait.

Posté par
bouril30
désolé de vous dérangé mais je suis vrément pas bon en math!!! 19-11-09 à 18:45


f est la fonction définie sur ]2; +∞[ par : f (x)= (8-x)/(2x-4)
C est la courbe représentant f dans un repère orthonormal ( o ; i ; j )
u est la fonction définie sur ]0; +∞[ par : u(x) = 3/x', et H est la courbe représentant u dans le repère précédent.
1. Démontrer que pour tout x ∈ ]2; +∞[, la différence f (x)−u(x −2) est constante. En déduire que C est l'image de H par une translation préciser.
3. Déterminer l'image d1 de l'axe des abscisses et l'image d2 de l'axe des ordonnées par
cette translation.
4. Tracer les droites d1 et d2 puis la courbe C .

pourriez vous m'aider pour la question 3 et 4 j'ai vrément de mal a trouvé la reponse

merci beaucoup, d'avance. désolé pour le dérangement

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 19-11-09 à 22:18

Bonsoir bouril30

Si tu veux de l'aide pour une question tu dois ouvrir un "nouveau topic" et ne pas venir t'intercaler dans un sujet qui ne t'appartient pas et qui n'a rien à voir avec ce que tu demandes.

Merci d'en tenir compte.

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 22-11-09 à 12:10

Je t'envoie le début du problème 3. Je l'ai terminé entièrement, mais je recopierai par morceaux, c'est tellement long !

3$\textrm\fbox{PROBLEME 3}

1. Etude de fonction.

a). \textrm P_n(x) = \fra{1}{n!}x^n(p-qx)^n définit une fonction polynôme de degré 2n.

Bien voir que : = \textrm\fra{p}{q} et que P(0) = P() = 0.

0 et sont deux racines d'ordre n chacune. De plus, Pn(x) est positif sur I = [0,]

Le calcul de la dérivée de Pn(x) est simple, à condition de factoriser :

\textrm P_n^'(x) = \fra{1}{(n-1)!}x^{n-1}(p-qx)^{n-1}(p-2qx) = P_{n-1}(x).(p-2qx) = P_{n-1}(x).P_1^'(x)

L'avant dernière expression montre que cette dérivée est du signe de p - 2qx sur I.

¤ 0 x /2 Pn croissante

¤ /2 x Pn décroissante

On en déduit que le maximum sur I est atteint pour x = /2. Un calcul élémentaire donne :

n = \textrm P_n(\fra{\alpha}{2}) = P_n(\fra{p}{2q}) = \fra{1}{n!}\Big(\fra{p^2}{4q}\Big)^n

b). n se présente sous la forme du terme général de la série définissant \textrm\exp(\fra{p^2}{4q})
Donc, nécessairement, n tend vers 0 lorsque n tend vers l'infini.

\textrm I_n = \Bigint_0^{\alpha}P_n(t).sin(t)dt\\
 \\ 
 \\ \Longrightarrow \ |I_n| \le \ \Bigint_0^{\alpha}P_n(t).|sin(t)|dt \le \ \Bigint_0^{\alpha}\delta_ndt \le \ \alpha.\delta_n

On en déduit facilement que :

\textrm\lim_{n\to+\infty}I_n = 0

Si = , l'intégrale porte sur l'intervalle [0,] sur lequel Pn(x) et sin(x) sont positifs. Donc :

Si = , In > 0.

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 23-11-09 à 11:11

2.Dérivée kième

C'est vrai que la question est un peu déroutante au départ. Le mieux dans ces situations, est de chercher quelque exemples.

\textrm P_n(x) = \fra{1}{n!}x^n(p-qx)^n

La première question nous a donné : \textrm P_n^'(x) = P_{n-1}(x).P_1^'(x)

En posant X1 = Pn-1(x) et Z = P'1(x), on aura :

n,1(X1,Z) = X1.Z

On peut calculer Pn"(x), cela donne :

P"n = Pn-2.P'1 - 2q.Pn-1

Donc :

n,2(X1,X2,Z) = X2.Z² - 2q.X1

On peut continuer ainsi et construire à la main les n,k.

On peut même s'offrir une petite récurrence.

Les deux premiers exemples fournissent l'initialisation pour k = 1 et k = 2, pour tout n.

Alors :

\textrm (P_n)^{(k+1)} = (P_n^')^{(k)} = (P_{n-1}.P_1^')^{(k)}

Utilisons la formule de Leibnitz pour un produit de deux termes en remarquant que (P'1)" = 0

\textrm (P_n)^{(k+1)} = (P_{n-1})^{(k)}.P_1^' - 2qk.(P_{n-1})^{(k-1)}

Ce qui donne :

3$\textrm\fbox{\Omega_{(n,k+1)} = Z.\Omega_{(n-1,k)}-2qk\Omega_{(n-1,k-1)}}

Cette relation de récurrence fournit l'existence pour tout k du polynôme n,k à coefficients entiers. On pourrait s'en tenir là. Malheureusement, ils demandent la forme explicite de n,k et j'ai trouvé un moyen qui me semble un peu long. Peut-être existe-t-il une voie plus rapide ?

Je poste ce message avant de créer une fausse manoeuvre et de tout faire disparaître.

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 23-11-09 à 21:05

Maintenant, cherchohs "explicitement" n,k.

Par référence au problème 1, j'ai :

\textrm [P_n(x)]^{(k)} = \fra{1}{n!}(P_1\times P_1\times ... \times P_1)^{(k)}

En appliquant le résultat du problème 1 :

\textrm [P_n(x)]^{(k)} = \fra{1}{n!}\Bigsum_{|\alpha|=k}C_{\alpha}P_1^{(\alpha_1)}\times P_1^{(\alpha_2)}\times ... \times P_1^{(\alpha_n)} \ \ (1)

Comme P1 = x(p-qx) on a : (P1)' = p-2qx, (P1)" = -2q et toutes les dérivées d'ordres supérieurs sont nulles.

Cela signifie que les monomes non nuls de (1) ne contiennent que des i valant 0, 1, 2.

Chaque n-uplet (1,...,n) correspondant contiendra exclusivement des 0, des 1 et des 2. Appelons n0, n1 et n2 le nombre de 0, de 1 et de 2 d'un tel n-uplet.

Alors, on a les relations fondamentales :

\textrm\{{n_0+n_1+n_2 = n\\n_1+2n_2 = k

3$\textrm C_{\alpha} = \fra{(\alpha_1+...+\alpha_n)!}{\alpha_1!\times ... \times\alpha_n!} = \fra{k!}{(0!)^{n_0}(1!)^{n_1}(2!)^{n_2}} = \fra{k!}{2^{n_2}}

Maintenant, dans tous les \ \textrm P_1^{(\alpha_1)}\times P_1^{(\alpha_2)}\times ... \times P_1^{(\alpha_n)} \ regroupons les termes d'ordres 0, 1 , 2.

Comme il y a \textrm C_n^{n_0} choix de 0, puis \textrm C_{n-n_0}^{n_1} choix de 1, puis \textrm C_{n-n_0-n_1}^{n_2} choix de deux, ce regroupement donnera :

\textrm C_n^{n_0}\times C_{n-n_0}^{n_1}\times C_{n-n_0-n_1}^{n_2} = \fra{n!}{n_0!n_1!n_2!}

Ainsi :

3$\textrm [P_n(x)]^{(k)} = \fra{1}{n!}\Bigsum_{\{{n_1+2n_2=k\\n_0+n_1+n_2=n}}\fra{k!}{2^{n_2}}\fra{n!}{n_0!n_1!n_2!}(P_1^{(0)})^{n_0}\times (P_1^{(1)})^{n_1}\times (P_1^{(2)})^{n_2}\\
 \\ = \fra{1}{n!}\Bigsum_{\{{n_1+2n_2=k\\n_0+n_1+n_2=n}}\fra{k!}{2^{n_2}}\fra{n!}{n_0!n_1!n_2!}P_1^{n_0}\times (P_1^')^{n_1}\times (-2q)^{n_2}\\
 \\ = \Bigsum_{\{{n_1+2n_2=k\\n_0+n_1+n_2=n}}\fra{k!}{n_0!n_1!n_2!}P_1^{n_0}\times (P_1^')^{n_1}\times (-q)^{n_2}

Mais \textrm P_1^{n_0} = n_0!P_{_{n_0}}

Finalement

3$\textrm\fbox{[P_n(x)]^{(k)} = \Bigsum_{\small{\{{n_1+2n_2=k\\n_0+n_1+n_2=n}}}\fra{k!}{n_1!n_2!}(P_{_{{n_0}}})(P_1^')^{n_1}(-q)^{n_2}}

comme k 1 et n1 + 2n2 = k, n1 et n2 ne peuvent être nuls tous deux donc, n0 = n - n1 - n2 n0 < n

Le système écrit sous le donne plus précisément : 1 n - n0 k.

On peut même expliciter : \textrm\{{n_1 = 2(n-n_0)-k\\n_2 = k-(n-n_0)

Comme Pn est de degré 2n, on trouvera 0 en dérivant à un ordre k > 2n, on a donc 1 k 2n

En posant p = n - n0,

\textrm\{{n_1 = 2p-k\\n_2 = k-p

n1 et n2 étant entiers, cela entraine que

\textrm Ent(\fra{k+1}{2}) \le \ p \le \ k

on peut enfin mettre en évidence ce fameux polynôme :

4$\textrm\fbox{\Omega_{n,k}(X_1,...,X_k,Z) = \Bigsum_{\small{p=Ent(\fra{k+1}{2})}}^k\fra{k!}{(2p-k)!(k-p)!}(-q)^{\small{k-p}}Z^{\small{2p-k}}X_{\small{p}}

Exemple pour k = 5 :

\textrm\Omega_{n,5}(X_1,...,X_5,Z) = Z^5X_5 - 20qZ^3X_4 + 60q^2ZX_3

J'ai obtenu le même résultat par le calcul direct. (ouf!)

Je poste cette partie, la fin arrivera plus tard.

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 24-11-09 à 18:01

3. Etude de l'intégrale

On suppose donc que est rationnel, = = p/q

Avant de faire des intégrations successives de In, cherchons une formule simple pour les primitives successives de sin(x).

Une primitive de sin(x) est : -cos(x) = -sin(x+\textrm\fra{\pi}{2}) : on change de signe et on ajoute \textrm\fra{\pi}{2}

Remarquons également que Pn et toutes ses dérivées jusqu'à l'ordre 2n-1 s'annulent en 0 et en = .

\textrm I_n = \Bigint_0^{\pi}P_n(t).sin(t)dt = [-P_n(t).sin(t+\fra{\pi}{2})]_0^{\pi} +  \Bigint_0^{\pi}P_n^'(t).sin(t+\fra{\pi}{2})dt = \Bigint_0^{\pi}P_n^'(t).sin(t+\fra{\pi}{2})dt

Intéressant : on ajoute \textrm\fra{\pi}{2} et on dérive Pn

On démontre facilement par récurrence que cette remarque perdure :

\textrm I_n = \Bigint_0^{\pi}P_n^{(k)}(t).sin(t+\fra{k\pi}{2})dt

On peut ainsi aller jusqu'à k = 2n car alors (Pn)(2n) sera une constante.

On peut même évaluer cette constante en utilisant la formule de dérivation encadrée dans le précédent topic. Il suffit de prendre k = 2n. Dans ce cas, il reste un seul terme :

\textrm P_n^{(2n)} = \fra{(2n)!}{n!}(-q)^n

Donc :

\textrm I_n = \Bigint_0^{\pi}P_n^{(2n)}(t).sin(t+n\pi)dt \\
 \\ 
 \\ = \fra{(2n)!}{n!}(-q)^n\Bigint_0^{\pi}sin(t+n\pi)dt \\
 \\ 
 \\ = \Big[-\fra{(2n)!}{n!}(-q)^nsin(t+\fra{(2n+1)\pi}{2})\Big]_0^{\pi}\\
 \\ 
 \\ I_n = \fra{2q^n(2n)!}{n!}

Ce résultat est bien un entier.

4. Irrationnalité de .

Si était rationnel, le calcul précédent montre que In serait un entier et ne pourrait donc pas tendre vers 0 comme il l'a été prouvé antérieurement.

Conclusion : est irrationnel.

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 26-11-09 à 17:07

Voici une image, avec n = 3, p = 3, q = 1

gros probléme dans exercice

Posté par
Toine2224
re : gros probléme dans exercice 08-12-09 à 18:49

Vive les maths !

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 08-12-09 à 18:56

Je suis de ton avis.

Merci de m'avoir confié un sujet aussi particulier. Il a bien occupé mes journées !

Bonne soirée

Posté par
Rhodo
re : gros probléme dans exercice 09-12-09 à 00:35

Bravo Raymond !!

Je pense que sans vous mon camarade de promo n'aurais jamais pu se la jouer grand seigneur des maths... j'espère pour lui que notre prof n'auras pas pousser aussi loin dans ses recherches sur internet, car oui le sujet en question est un devoir maison a rendre et noté pour le partiel de janvier... "Mika67100" je te balancerais pas c'est pas mon genre mais si tu veux pas avoir d'ennui cesse de te prendre pour un demi dieu et reviens sur terre peut être même que t'arrivera a te faire des amis...

En tout cas Raymond vous confirmé au moins les résultats que notre groupe de travail avons trouvé, sa fait toujours plaisir ^^

Posté par
raymond Correcteur
re : gros probléme dans exercice 09-12-09 à 08:31

Une petite précision : pour trouver les réponses aux différentes questions, je n'ai pas fait appel à internet. Je me suis débrouillé tout seul. C'est d'ailleurs la raison pour laquelle ma première page de corrections est entachée d'erreurs que j'ai corrigées dans un autre topic.

Par ailleurs, il est possible que certaines questions puissent être traitées plus simplement ou avec plus de rigueur. Je ne garantis pas la totale exactitude de mon corrigé.

Cordialement.

Posté par
Rhodo
re : gros probléme dans exercice 09-12-09 à 21:38

Excusez moi je me suis peut-être mal exprimer mais mes reproches ne vous été pas attribuer...au contraire des personne qui se donne la peine d'aider son prochain mérite des remerciements.
Je reprochais juste a mika d'avoir déguisé son Devoir noté en simple exercice d'annale pour "s'entrainer"



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