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Intégrale de Dirichlet

Posté par
Tompouce67
13-12-09 à 00:27

Bonjour
Je bute sur un exercice qui a pour but de calculer l'intégrale de Dirichlet I=0+sin(x)/x*dx
Pour cela on utilise la transformée de Laplace appliquée au sinus cardinal f(x)=sin(x)/x
J'ai réussi à exprimer la transformée sur +*
L(f)(x)=0+exp(-x*t)*sin(t)/t*dt=Arctan(1/x)
Il faut maintenant justifier qu'elle est continue en 0 et c'est là le passage délicat
On me demande d'utiliser la série de fonctions fn(x)=n(n+1)exp(-x*t)*sin(t)/t*dt
J'avais dans l'idée de montrer la convergence uniforme de la série pour conclure et pour cela montrer que le reste tend uniformément vers 0 sur + mais pas moyen de trouver une majoration adéquate
Est-ce que quelqu'un aurait une idée ?
Merci beaucoup

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 00:37

Salut

Il n'y a pas même une convergence normale?

Posté par
bamboum
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 00:49

Le seul endroit ou il peut y avoir probleme c'est dans l'obtention de la transformee de Laplace.
Sinon une fois obtenue, x ne joue que le role du parametre p de la TL, et donc on peut choisir ce que l'on veut pour le parametre et donc prendre x=0.
Sinon d'une maniere plus simple: soit F(p) la TL d'une fonction combien vaut-elle si p=0?

Posté par
milton
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 00:50

salut
en remarquant que la valeur absolue de \frac{sint}{t} est tjrs inferieur à 1 tu trouve ta majoration

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 00:56

La transformée de Laplace n'est légitime que pour p>0
Ce qu'on veut montrer c'est qu'elle est continue en 0 justement et donc que la limite en 0 c'est bien l'intégrale du sinus cardinal
Pour ce qui est de la convergence normale, je ne vois pas comment majorer |fn(x)| autrement que par 2/(n) qui ne converge pas

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 00:59

Majorer sin(t)/t par 1 donne que le reste est inférieur à 1/x*exp(-(n+1)*)
Et on peut pas se débarasser du x au dénominateur

Posté par
milton
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:12

oui je vois mais la difference de cette serrie avec f(0) converge vers 0 en appliquant la meme majoration

Posté par
milton
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:13

oui je vois mais la difference de cette cette somme partielle avec f(0) converge vers 0 en appliquant la meme majoration

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:18

Je vois pas de quoi tu parles
Si on majore la différence |f(0)-L(f)(x)| comme ça, on obtient 0+(1-exp(-x*t))*dt qui diverge

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:23

En cherchant en profondeur sur le forum, j'ai trouvé une majoration qui permet de conclure
|n*Pi+exp(-x*t)*sin(t)/t*dt|<=2*exp(-n*Pi*x)/n<=2/n
Mais je vois pas d'où ça sort

Posté par
milton
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:31

c'est cedont je te parle.

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:35

Si on fait comme tu dis, on a n+exp(-x*t)*sin(t)/t*dt <= n+exp(-x*t)*dt = exp(-n*x)/x
Et là on est coincé avec le x au dénominateur qui empêche de majorer indépendamment de x

Posté par
milton
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:38

tu tuouveras \frac{e^{-n\pix}}{n\pi(x^2+1)} et tu fait tendre x vers o.

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:40

D'où est-ce qu'il sort le dénominateur ?

Posté par
milton
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:42

dans l'integrale t est superieur à n/pi ca te suffit pour poursuivre et arriver au resultat.tu as raison c'est pas avec la meme majoration au fait

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:43

Je vois toujours pas comment majorer l'intégrande

Posté par
milton
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:45

dans l'integrale t est superieur à n\pi ca te suffit pour poursuivre et arriver au resultat.tu as raison c'est pas avec la meme

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:47

Faut pas oublier que c'est en valeur absolue qu'on majore
Donc a priori, on a un valeur absolue de sinus dans l'intégrande qui complique pas mal les choses

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 01:49

sin(t) et sin(t)/t ne sont pas intégrables en + donc on peut pas sortir brutalement exp(-n*x)

Posté par
milton
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 02:05

tentons autre chose;il y a erreur ds mon post precedent.tu (n+1)\pi à la deuxieme borne de l'integrale que tu tendras vers plus l'infinie apres;tu fait le cv: u=t-n\pi
et tu trouve exactement la reponse

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 02:11

Le changement de variable donne exp(-n*x)*+exp(-x*u)*|sin(u)|/(u+n)*du
Et le x dans l'intégrale empêche de majorer indépendemment de x

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 02:13

On a comme majorant 1/((n+1))*+exp(-x*u)*du = exp(-Pi*x)/((n+1)*x)
On a toujours le x au dénominateur

Posté par
milton
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 04:32

tu veux tt juste montrer que ca converge vers 0 .alors remplace plus l'infinie avec (n+1)\pi et fais tendre n vers l'infinie et conclu

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 09:43

Je veux pas montrer que ça converge simplement vers 0
Ca je le sais déjà
Je veux montrer que ça converge uniformément vers 0
C'est-à-dire que le sup de l'intégrale sur + tend vers 0
C'est pour ça qu'il faut majorer indépendemment de x

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 11:29

Merci pour ton aide milton même si pour l'instant on n'a pas encore trouvé
Est-ce que quelqu'un d'autre aurait une idée ?
Merci

Posté par
renaud_289
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 12:03

Ben tu prends K un compact minoré par a et tu minore ton x comme il est au dénominateur ta gagné !

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 12:07

Je veux montrer la convergence uniforme sur [0,+[
Mais je pense que c'est peine perdue en fait
Il doit y avoir une autre méthode mais je vois pas laquelle
Sachant qu'on me demande d'utiliser la série de fonctions fn

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 13-12-09 à 15:40

Quelqu'un a une idée ?

Posté par
bamboum
re : Intégrale de Dirichlet 17-12-09 à 22:23

Si tu dis que tu as calculé la TL correctement comme indiqué si après il ne devrait pas avoir de problème même pour p=0.

Intégrale de Dirichlet

Posté par
Tompouce67
re : Intégrale de Dirichlet 19-12-09 à 13:51

La transformée de Laplace n'est valable que pour t strictement positif
Ce que je cherchais c'était un argument de continuité pour pouvoir écrire que l'intégrale de Dirichlet était la limite de /2-Arctan(x) en 0
J'ai fini par trouver
En fait ça relève du théorème des séries alternées



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