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Niveau Maths sup
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dm fonction cotan

Posté par
Witaek
02-11-19 à 16:55

Bonjour, je bloque complètement à une question de mon DM :

Soit n \{0}.

Montrer que pour tout x\{k ; k}, on a :

sin((2n+1)x) = (sinx)^{2n+1}\sum_{k=0}^{n}{\begin{pmatrix} 2n+1\\ {2k+1} \end{pmatrix}} (-1)^k(cotanx)^{2n-2k}

Je ne vois vraiment pas par où commencer, je suis totalement perdu.
Pourriez-vous m'aider un peu ? Merci d'avance !

Posté par
matheuxmatou
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 17:27

bonjour

peutêtre en prenant la partie imaginaire de

(cos(x) + i sin(x))2n+1

qui vaut aussi

sin2n+1(x) (1 + i cotan(x))2n+1

Posté par
Witaek
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 17:40

Bonjour et merci de votre aide.

Lorsque je développe votre 2e expression j'obtiens

sin2n+1(x) (1 + i cotan(x))2n+1 = (sin(x)+i cos(x))2n+1

et non pas (cos(x) + isin(x))2n+1.

Est-ce un erreur de votre part ou bien suis-je dans l'erreur moi même ?

J'aurais plutôt tendance à dire :
(cos(x) +isin(x))2n+1 = sin2n+1(x)(cotan(x) +i)2n+1

mais peut-être suis-je étourdi ?

Posté par
matheuxmatou
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 17:43

non non c'est moi !

matheuxmatou @ 02-11-2019 à 17:27



en prenant la partie réelle de

(cos(x) + i sin(x))2n+1

qui vaut aussi

sin2n+1(x) ( cotan(x) + i)2n+1


mieux comme ça ? j'avais été un peu vite

Posté par
matheuxmatou
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 17:48

je vais y arriver oui

la partie imaginaire de ce machin-là

Posté par
Witaek
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 17:49

Merci beaucoup ! Je n'ai pas encore réussi à complètement résoudre mon problème mais je sens que je me rapproche ! Vraiment bonne idée de prendre cette partie imaginaire !

Posté par
matheuxmatou
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 17:51

pas de quoi

Posté par
Witaek
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 18:05

Donc je poursuis mes calculs :

sin((n+1)x)= Im(sin^{2n+2}(cotan + i )^{2n+2})
On applique le binôme :

= Im(sin^{2n+1}\sum_{k=0}^{2n+1}{\begin{pmatrix} 2n+1\\ k \end{pmatrix}i^kcotanx^{2n+1-k}})

Mais là j'avoue que je re-bloque. Déjà je me demande comment changer le k en 2k+1 dans le coefficient binomial. Probablement un changement d'indice ?

On pose k = 2j +1 peut-être ? Je vois mal comment continuer là-dessus.

Et puis pour prendre la partie imaginaire de cette expression c'est un peu compliqué non ? je ne peux pas simplement "enlever" le i...

Posté par
Witaek
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 18:08

Oups j'ai fait des petites erreurs d'inatention dans la réécriture de ma 1ere expression.

J'ai écris sin((n+1)x) au lieu de sin((2n+1)x) et mes exposants sont 2n+2 au lieu de 2n+1 et je m'en excuse

Posté par
matheuxmatou
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 18:12

dans somme note l'indice p plutôt que k qui arrivera ensuite

et à quelle condition ip est-il un imaginaire pur ? ou un réel ?

Posté par
matheuxmatou
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 18:19


sin((2n+1)x)=sin^{2n+1}(x) Im\left(\sum_{p=0}^{2n+1}{\begin{pmatrix} 2n+1\\ p \end{pmatrix}i^p cotanx^{2n+1-p}}\right)

quand p est pair cela va dans la partie réelle et quand p est impaire dans la partie imaginaire

Posté par
Witaek
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 18:19

si p est pair, ip est un réel, si p est impair c'est un imaginaire pur

Posté par
matheuxmatou
re : dm fonction cotan 02-11-19 à 18:20

donc tu n'as qu'à considérer les termes de rang impait puisque tu veux la partie imlaginaire...

donc pose p=2k+1 pour k variant de ... à ....

et que vaut

i2k+1

?



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