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egalite d'arctan

Posté par
Amarouche1
28-10-20 à 17:48

Bonjour,
Voici la question:
montrer que pour tout x>0 :       xArctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) = \frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}arctanx
Je pense a utiliser la relation tan(x) = tan(t) \Leftrightarrow x=y pour demontrer cette egalite mais il reste toujours cette intervalle ]-pi/2;pi/2[ qui echappe a cause de x qui appartiemt a R+.
J'espere que vous pouvez m'aider , j'en serai fort reconnaissant ...




Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 18:01

sachant que dans l'exercice, on considere f definie sur R par  f(x) = (\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) = \frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}arctanx si x differnnt de 0 ,   et f(0)=0 ...

Posté par
carpediem
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 18:04

salut

et si tu nous donnais l'énoncé exact et complet ...

on définit la fonction f ... ok mais on en fait quoi ... donc nous donner un énoncé complet ...

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 18:07

pardon .... f(x) = xArctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) si x\neq0   et
f(0)=0

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 18:18

Et voila l'exercice :
on considere la fonction f deja definie ...
1) Etudier la continuite de f en 0
2) Etudier la parite de f :
3) a)montrer que pour tout x\inR*+ :
f(x) = \frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}arctanx
( on pourra poser x=tan\alpha avec \alpha\in ]-pi/2;pi/2[)
b) En deduire une expression simple de f(x) sur R*-
4) on considere dans R*+ l'equation suivante :
(E) : Arctan( \frac{\sqrt{x^+x+\sqrt{x}}}{x}) = \frac{5\pi }{12}
a) montrer que : (E) \Leftrightarrowf(\sqrt{x})= \frac{5\pi }{12}\sqrt{x}
b) En deduire les solutions de l'equation (E) .

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 18:50

SVP quelqu'un peut m'aider, je bloque seulement dans 3) a) ...

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 19:00

un indice au moins ...

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 19:24

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 19:38

Posté par
alb12
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 20:54

remplace x pat tan(alpha) et simplifie, montre tes calculs

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 28-10-20 à 23:33

Et bien voila la methode que j'ai utilsise et qui se base sur l'equivalence en particuler sur :
tan(a)=tan(b) \Leftrightarrow a=b :
Montrons quef(x)=\frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}Arcatanx  pour tout x appartient a R*+ :

f(x)= \frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}Arcatanx et x\inR*+ \Leftrightarrow xArctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) = \frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}arctanx \Leftrightarrow Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) = \frac{\pi }{2} - \frac{1}{2}arctanx \Leftrightarrow \pi -2Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) = arctanx

Il suffit donc de montrer cette derniere egalite pour deduire l'egalite demande :
On a : -pi/2<Arctanx<pi/2
Et on a : x>0 \Rightarrow arctanx>0 puisque arctan est croissante sur R .
Alors :  0<Arcatan<pi/2  \Rightarrow 0<pi-2arctan<pi .. je bloque ici car quan je essaye de montrer l'appartenance a ]-pi/2;pi[ ; ce qui concernce l'egalite des expressions il est faciler a dmontrer :
on pose \alpha= Arctanx
on a tan(pi-2\alpha)= -tan2\alpha = -\frac{2tan\alpha }{1-tan^2\alpha } = - \frac{2\frac{1+\sqrt{x^+1}}{x}}{-2\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x^2}} = x
d'autre cote : tanx(arctanx)=x

Posté par
alb12
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 07:52

dans f(x) fais x=tan(alpha) donc 1+x^2=...

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 08:14

f(tan\alpha)=tan\alphaArctan(\frac{1+\sqrt{tan^2\alpha+1}}{tan\alpha })

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 08:15

mais est ce que ma methode precedente n'est pas juste ?

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 11:36

Malheureusement, je trouve aucune aide ...

Posté par
alb12
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 12:20

pourquoi ne procedes tu pas comme indique dans l'enonce ?

Posté par
alb12
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 12:23

il y a qqchose que je ne comprends pas dans ta demo
on a x=tan(alpha) et tu ecris tan(alpha)=(1+sqrt(x^2+1))/x

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 12:24

J'ai deja procede comme indique dans l'énoncé mais je trouve aucune difference entre ma methode et l'indication sauf qu'on donne x cette valeur tan alpha

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 12:39

pardon non j'ai voulu poser alpha = Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x})

Posté par
alb12
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 15:26

Le contenu de l'arctan est sup à 1 donc...

Posté par
Amarouche1
arctan 29-10-20 à 15:31

Bonjour,
Et voila l'exercice :
on considere la fonction f deja definie par f(x) = xArctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) si x\neq0 et f(0)=0
1) Etudier la continuite de f en 0
2) Etudier la parite de f :
3) a)montrer que pour tout x de R*+ : f(x) = \frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}arctanx
( on pourra poser x=tan\alpha avec \alpha\in ]-pi/2;pi/2[)
b) En deduire une expression simple de f(x) sur R*-
4) on considere dans R*+ l'equation suivante :
(E) :Arctan( \frac{\sqrt{x^+x+\sqrt{x}}}{x}) = \frac{5\pi }{12}
a) montrer que : (E) \Leftrightarrowf(\sqrt{x})= \frac{5\pi }{12}\sqrt{x}
b) En deduire les solutions de l'equation (E) .
C"est la question 3)a qui me bloque depuis hier et voila ce que j'ai trouve :
la methode que j'ai utilise se base sur l'equivalence en particuler sur :
tan(a)=tan(b) \Leftrightarrowa=b :
Montrons que f(x)=\frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}Arcatanx
pour tout x appartient a R*+ :

f(x)= \frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}Arcatanx  \Leftrightarrow xArctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) = \frac{\pi }{2}x - \frac{x}{2}arctanx \Leftrightarrow Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) = \frac{\pi }{2} - \frac{1}{2}arctanx \Leftrightarrow \pi -2Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x}) = arctanx

Il suffit donc de montrer cette derniere egalite pour deduire l'egalite demande :
On a : -pi/2<Arctanx<pi/2
Et on a : x>0 \Rightarrow
arctanx>0 puisque arctan est croissante sur R .
Alors :  0<Arcatan<pi/2 \Rightarrow
0<pi-2arctan<pi .. je bloque ici car quan je essaye de montrer l'appartenance a ]-pi/2;pi[ ; ce qui concernce l'egalite des expressions il est faciler a dmontrer :

on pose \alpha= Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x})
on a tan(pi-2\alpha)= -tan2\alpha = -\frac{2tan\alpha }{1-tan^2\alpha } = - \frac{2\frac{1+\sqrt{x^+1}}{x}}{-2\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x^2}} = x
d'autre cote : tan(arctanx)=x

Merci pour votre patience et j'espere que vous pouvez m'aider , j'en serai fort reconnaissant ...

*** message déplacé ***

Posté par
Amarouche1
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 15:45

oui bien sur c'est donc :
Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x})>pi/4
-Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x})<-pi/4
-2Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x})<-pi/2
pi-2Arctan(\frac{1+\sqrt{x^2+1}}{x})
Et bien voila j'ai deja montre qu'il est superieure a 0, et comme cela on a demontre l'appartenance a l'intervalle ]-pi/2;pi/2[,  la question est-ce que tout cela est suffisant pour demontrer l'egalite enfin ???

Posté par
malou Webmaster
re : egalite d'arctan 29-10-20 à 16:56

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?



récidive de multipost....



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