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Niveau Maths sup
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Liberté d'une famille, polynôme

Posté par
eldiablo42
15-03-09 à 15:56

Bonjour à tous !

J'ai ce petit exercice à faire, mais je n'y parviens pas pour l'instant :

On considère k entier, et la fonction  f_k : t -> exp(ikt) du \mathbb{C}-espace vectoriel des fonctions continues sur (0,2pi) à valeurs dans \mathbb{C}.

1) Soit n entier naturel non nul. En remarquant que l'étude de la liberté de la famille (f_k) pour k appartenant à l'intervalle d'entier (0,n) revient à dénombrer les racines d'un ploynôme que l'on précisera, montrer que cette famille est libre.


Je vous remercie d'avance pour votre aide !

Posté par
Camélia Correcteur
re : Liberté d'une famille, polynôme 15-03-09 à 16:01

Bonjour

Soit n > 0 et soient \lambda_j des scalaires tels que

\lambda_0f_0+...\lambda_nf_n=0

Soit P(X)=\lambda_0+\lambda_1X+...+\lambda_nX^n.

La relation ci-dessus signifie que

(\forall t\in\R) P(e^{it})=0

Posté par
eldiablo42
re : Liberté d'une famille, polynôme 15-03-09 à 16:15

Merci !

Donc maintenant j'ai le polynôme mais je ne vois pas comment m'en servir ^^.

Il me semble que pour montrer la liberté de la famille, il faut montrer que la combinaison linéaire nulle que l'on a écrite n'est possible que si tous les scalaires sont nuls. Comment utiliser P dans cette optique ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Liberté d'une famille, polynôme 15-03-09 à 16:22

Ben, P est un polynôme de degré n qui a une infinité de racines... Il est donc nul!

Posté par
eldiablo42
re : Liberté d'une famille, polynôme 15-03-09 à 16:33

A oui bien sur !

Et comme c'est la polynôme nul, tous ses coefficients sont nuls donc lambda1 = lambda 2 = ... = lambda n = 0 d'où la liberté de la famille.

Après dans une autre question, on me demande de calculer l'intégrale de 0 à 2pi de :
exp(ikt) dt  
et de conclure une deuxième fois à la liberté de la famille (la même qu'à la question 1).

J'ai calculé l'intégrale, je trouve 0. Est-ce normal ? Comment puis-je conclure sur la liberté de la famille ?

Merci !

Posté par
Camélia Correcteur
re : Liberté d'une famille, polynôme 15-03-09 à 17:40

L'intégrale vaut 0 sauf pour k=0. Donc tu intègres la combinaison linéaire et tu en déduis que \lambda_0=0 puis tu simplifies par e^{it} et... tu recommences.

Posté par
eldiablo42
re : Liberté d'une famille, polynôme 15-03-09 à 18:13

Ah d'accord je vois.

On recommence et ça amène lambda 1 = 0 et ainsi de suite jusqu'à lambda n. Faudrait peut-être que je fasse une récurrence pour justifier ça proprement... Enfin je vais me débrouiller ^^.

Merci beaucoup !



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