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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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Analyse complexe, changement de variable

Posté par
tomsoyer
02-04-21 à 10:28

Bonjour,

Faisant un exercice et étant parti dans une direction opposé à la correction, je me demandais si je pouvais malgré tout aboutir. Cela m'impose alors de trouver la valeur de l'intégrale

{\int_0}^1 (A+iA)e^{-((A+iA)t)^2} dt
pour A \in {\mathbb{R}^*}_+.

Est-ce que cela vous semble possible ? j'avais espéré passer par un changement de variable mais cela me parait finalement impossible.

En vous souhaitant une très bonne journée

Posté par
lionel52
re : Analyse complexe, changement de variable 02-04-21 à 10:40

Hello ! Non ça parait impossible. Il n'y a pas de formule simple pour \int_0^u exp(-t^2)dt

Posté par
tomsoyer
re : Analyse complexe, changement de variable 02-04-21 à 10:53

Sachant que je dois calculer à la limite quand A tend vers +\infty de cette intégrale, pensez-vous aussi que ?

lim_{A\rightarrow +\infty} {\int_0}^1 (A+Ai)e^{(A+iA)t)^2} dt

est aussi impossible à calculer ?

Pardonnez-moi de ne pas avoir spécifié la limite plus tôt, cela ne m'était pas apparue possiblement cruciale en premier lieu.

Dans ma correction ils arrivent à dire, en étant partie différemment, que celle limite est égale à \sqrt{\pi}/2

Posté par
tomsoyer
re : Analyse complexe, changement de variable 02-04-21 à 10:55

*
lim_{A \rightarrow + \infty} {\int_0}^1(A+iA)e^{-((A+iA)t)^2} dt

Posté par
Ulmiere
re : Analyse complexe, changement de variable 02-04-21 à 11:27

Que vaut (A+iA)^2 ?
Que vaut la transformée de Fourier d'un rectangle ?

Posté par
tomsoyer
re : Analyse complexe, changement de variable 03-04-21 à 10:18

Bonjour Ulmiere,

(A+iA)^2=2iA^2

Concernant la transformée de Fourier d'un rectangle de longueur b-a et de largeur c, je crois que

Transformé de fourrier de ce rectangle ={\int_a}^b c e^{-2i\pi v t} dt= c\frac{e^{-2i \pi v b}}{-2i\pi v b}-c\frac{e^{-2i \pi v a}}{-2i\pi v a}

Mais je ne suis pas sûr de faire le lien avec mon cas.

Posté par
Ulmiere
re : Analyse complexe, changement de variable 03-04-21 à 12:40

On va faire plus simple

1) Quelle est la régularité de la fonction f : A\in\mathbb{C} \longmapsto (1+i)\int_0^1 A\exp(-2iA^2t^2)dt ?
2) La fonction f possède-t-elle des singularités non-effaçables ?
3) Si f était bornée, que se passerait-t-il ?

Posté par
tomsoyer
re : Analyse complexe, changement de variable 03-04-21 à 14:07

Merci pour vos questions.

Pour votre question 1), il faut prendre prendre un lacet C^1 par morceau et montrer que l'intégrale de la fonction t \mapsto A \exp(-2iA^2t^2) s'annule sur celui-ci ? Mais cela reviens à trouver la primitive de la fonction ? ou bien je ne dis que bêtise fourberie

Posté par
Ulmiere
re : Analyse complexe, changement de variable 03-04-21 à 19:31

Calcule \dfrac{f(A+h)-f(A)}{h} et regarde si c'est possible de passer à la limite avec un théorème (convergence dominée ? ).  Si oui, f est une fonction holomorphe sur C tout entier (fonction entière).
Et une fonction holomorphe bornée, à quoi ça ressemble à ton avis ?

Posté par
tomsoyer
re : Analyse complexe, changement de variable 05-04-21 à 14:51

Que dire hormis "wouaw" ? Cela est impressionnant.

Ainsi, la fonction f est constante sur {\mathbb{R}}^+

En prenant A=0, il vient que f=0 ?
Je crois tout de même me tromper car ils trouvent lim_{A \rightarrow + \infty} f(A)=\sqrt{\pi}/2

Posté par
tomsoyer
re : Analyse complexe, changement de variable 05-04-21 à 17:25

Je ne dis que des bêtises en ayant mal utilisé le théorème de Liouville.
Je réfléchis à nouveau.

Posté par
tomsoyer
re : Analyse complexe, changement de variable 05-04-21 à 17:32

car qu'est-ce qui pourrait borner f sur \mathbb{C} ?



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