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Niveau Maths sup
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Intégrale

Posté par
antonin
29-04-09 à 16:31

Bonjour, j'ai quelques soucis avec cet exercice :

Soit I_n=\bigint_{a}^{b}f(x)sin(nx)dx
f est une fonction en escalier sur [a,b], je dois montrer que \lim_{n \to \infty}I_n=0

J'ai pensé à écrire cette intégrale comme somme d'intégrale en utilisant la périodicité de sinus module 2pi mais ça ne me mène pas à grand chose.
Merci de me donner une petite aide pour débuter ce problème, merci !

Posté par
raymond Correcteur
re : Intégrale 29-04-09 à 16:46

Bonjour.

On pourrait peut-être partager [a,b] suivant les intervalles sur lesquels f est constante.

Posté par
torio
re : Intégrale 29-04-09 à 16:49

une piste

f(x) possède un maximum  M
f(x) posséde un minimum  m


soit K = max{ |m| ; |M| }

alors     -K sin(nx) <= In <= K sin(nx)


puis montrer que -K sin(nx) tend vers zéro ainsi que
K sin(nx)

Posté par
antonin
re : Intégrale 29-04-09 à 17:05

Merci beaucoup, je vais chercher de ce côté là !

Posté par
Arkhnor
re : Intégrale 29-04-09 à 17:29

Bonjour.

Je ne suis pas d'accord avec toi torio, on ne peut pas passer de l'inégalité f(x) \le K à f(x)\sin(nx) \le K \sin(nx), car on peut multiplier par quelque chose de négatif (regarde pour n= 1 et x = -\frac{\pi}{2}).

L'idée de raymond est la bonne, il faut utiliser une subdivision de [a,b] adaptée à f (réflexe à avoir lorsqu'on travaille avec des fonctions en escalier ...).

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Intégrale 29-04-09 à 17:39

Non ! torio : avec \fbox{x\in[a,b]\;,\;a<b} , la suite \fbox{(sin(nx))_{n\in\mathbb{N}}} n'est pas en général de signe constant

Posté par
antonin
re : Intégrale 29-04-09 à 17:44

Ca m'avait paru un petit peu bizarre mais bon

Donc je prend une subdivision de f sur [a,b] et je fais une somme d'intégrale ? C'était ma première idée.. Mais je ne vois pas trop en quoi ça va m'aider !

Posté par
girdav
re : Intégrale 29-04-09 à 17:55

Bonjour.
Il faut prendre une subdivision adaptée à f et intégrer \sin (nx) entre deux points consécutifs.

Posté par
antonin
re : Intégrale 29-04-09 à 18:19

Voilà, j'ai avancé un peu mon calcul, j'ai nommé P_i les valeurs de chaque escalier ]x_{i-1},x_i[

J'arrive à I_n=\frac{1}{n}[-P_1(cos(na))+cos(nx_1)(P_1-P_2)+...+cos(nx_{p-1})(P_p-P_{p-1})+P_pcos(nb)]
Et c'est direct que ça tende vers 0.

J'ai l'impression que quelque chose cloche.

Posté par
raymond Correcteur
re : Intégrale 29-04-09 à 18:45

Primitives de sin(nx) : - 3$- \ \fra{1}{n}cos(nx) + Cte

Posté par
raymond Correcteur
re : Intégrale 29-04-09 à 18:47

Fin du topic : donc, convergence vers 0 car le nombre de subdivisions est fixe.

Posté par
antonin
re : Intégrale 29-04-09 à 18:47

Oops, j'ai oublié les moins. Mais ça ne change rien à mon probleme.

Posté par
raymond Correcteur
re : Intégrale 29-04-09 à 19:10

Bonne soirée.

Posté par
antonin
re : Intégrale 29-04-09 à 22:38

Merci à vous, bonne soirée.



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