Voilà j'ai un problème en 2 parties,
J'ai réussi la 2e partie car elle pouvait se faire sans réussir la 1ère étant donné que les résultats étaient donnés dans la partie 1.
Je bloque sur la partie 1 et je ne vois pas du tout comment démarrer.
Voici le sujet:
Dans tout le problème, n désigne un entier supérieur ou égal à 2.
On considère une fonction réelle de classe C sur [-1,1], et on note I(f) l'intégrale:-11f(x)dx.
Enfin, a1, a2,..., an désignent n réels 2 à 2 distincts de [-1,1], et on note An le polynôme:
An=(X-ai) (pour i variant de 1 à n)
L'objet de ce problème est l'approximation de I(f) par des intégrales de fonctions polynomiales.
Partie 1
Dans cette partie, on va proposer comme valeur approchée de I(f) la valeur de l'intégrale obtenue en remplaçant la fonction f par la fonction polynomiale de degré inférieur ou égal à n-1, introduite ci-dessous, qui coïncide avec f sur chacun des points ai.
Pour tout entier i de {1,2,...,n} on note Li le polynôme: Li=(X-ak) (pour k(1,2,...,n) ki)
Par exemple si n=3, a1=-1, a2=0, et a3=1, alors: L1=X(X-1), L2=(X-1)(X+1), L3=X(X+1)
1) a) Vérifier que, pour tous entiers i et j de {1,2,...,n}, le réel Li(aj) est nul lorsque i est différent de j, et est non nul lorsque i est égal à j.
b) Montrer qu'il existe un unique polynôme, que l'on note Pf, de degré inférieur ou égal à n-1, tel que, pour tout entier j de {1,2,...,n}, on a l'égalité Pf(aj)=f(aj), et que ce polynôme est donné par la formule:
Pf= (f(ai)/Li(ai))xLi (pour i variant de 1 à n)
Pour le a) j'ai Li(aj) = (aj-ak)
quand i=j:
on a ik dc jk
Donc pour tout k,j on a ajak
Donc aj-ak0
Et Li(aj)0
Quand ij
On a j=k
Dc aj-ak=0
Soit Li(aj)=0
Je pense avoir a peu près bon mais pour le b je bloque complètement je ne vois pas comment partir.
Donc si vous pourriez me mettre sur une piste ce serait vraiment très gentil.
Merci d'avance.
La plus jolie façon de le faire est d'utiliser les espaces vectoriels. Tu as déjà vue cette notion ou pas encore ?
Non je n'est pas vu les espaces vectoriels.
Mes derniers cours portent sur les applications surjectives, injectives et bijectives.
Peut-on essayer de résoudre le problème par cette voie?
Oui bien sur... c'est précisément ce que tu dois faire. La théorie des espaces vectoriels permet juste d'aller plus vite dans les raisonnements.
On pose :
E = "polynômes de degré inférieur ou égal à n-1"
Et on considère l'application :
définie par
Dire qu'il existe un unique polynôme dans E vérifiant revient à dire que est une bijection.
Commence par montrer que c'est une injection. Puis une surjection.
est strictement linéaire donc tout élément de l'ensemble d'arrivée admet au moins un antécédent par f
est donc surjective.
Reste à montrer qu'elle est injective
Soient P1, P2 E tel que,
Soit (P1(a1),...,P1(an))=(P2(a1),...,P2(an))
P1(a1)=P2(a1)
. .
. .
. .
P1(an)=P2(an)
On a alors P1=P2
est injective.
Est-ce correct?
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