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Niveau Maths sup
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Encadrement de la fonction cosinus

Posté par
mathematico
29-04-08 à 22:20

Bonjour,

J'ai un petit problème avec un petit exo.

Soit S_n(x) = \Bigsum_{k=0}^n {(-1)}^k \frac{x^{2k}}{(2k)!}

Montrer pour tout x de [0,Pi], pour tout p de N, S_{2p+1}(x) \le cos(x) \le S_{2p}(x).

Alors pour la récurrence, l'initialisation ça va, mais l'hérédité ça barde...

Aidez-moi SVP! Merci!

Posté par
Nightmare
re : Encadrement de la fonction cosinus 30-04-08 à 01:48

Bonsoir

A coup de Taylor-Lagrange ou Laplace ça marche pas?

Posté par
mathematico
re : Encadrement de la fonction cosinus 30-04-08 à 09:20

en utilisant taylor lagrange, j'ai un probleme avec les indices de sommation... on n'a pas de "2k" qui apparait...

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Encadrement de la fonction cosinus 30-04-08 à 09:28

Bonjour,

il s'agit tout simplement de l'encadrement de la somme d'une série alternée par les sommes partielles.

Si tu as déjà vu les séries, tu dois connaître ce résultat.

Posté par
mathematico
re : Encadrement de la fonction cosinus 30-04-08 à 11:09

non on n'a pas vu les séries... n'y a-t-il pas d'autre méthode?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Encadrement de la fonction cosinus 30-04-08 à 11:12

Sais-tu que (Sn(x)) converge en tout x vers cos(x)?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Encadrement de la fonction cosinus 30-04-08 à 11:29

Bon il y a un peu plus simple de toute façon:

soit t fixé entre 0 et pi.En intégrant deux fois l'hypothèse de récurrence entre 0 et t puis en opérant le changement d'indice k -> k-1, il vient:

4$\Bigsum_{k=1}^{2p+3}{(-1)}^{k-1}\frac{t^{2k}}{(2k)!}\le -\cos t+1\le \Bigsum_{k=1}^{2p+2}{(-1)}^{k-1}\frac{t^{2k}}{(2k)!}.

Puis on soustrait 1 de chaque côté et on l'insère dans chaque somme en remarquant que -1 y est exactement le terme correspondant à k=0.

Il n'y a plus qu'à prendre l'opposé de l'encadrement obtenu pour prouver l'hérédité.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Encadrement de la fonction cosinus 30-04-08 à 11:30

Pardon, c'est évidemment le changement d'indice k->k+1 que j'ai effectué...

Posté par
mathematico
re : Encadrement de la fonction cosinus 30-04-08 à 11:36

en effet, l'integration m'a echappée... merci bcp!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Encadrement de la fonction cosinus 30-04-08 à 11:37

Pas de quoi!



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