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Niveau Maths sup
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existence et unicité dans le domain des polynômes

Posté par
mellepapillon
26-03-06 à 11:07

bonjour à tous,
je rencontre quelques difficultés pour montrer l'unicité et l'existence  d'un polynôme Pn... Merci d'avance à tous
soit f une fonction définie sur un intervalle I contenant a0, a1,...an à valeurs réelles. on doit montrer qu'il existe un unique polynôme Pn de Rn[X] tel que pour tout k entier de [0;n] \tilde{P}(ak)=f(ak)

Pour l'unicité je pensais le montrer avec l'unicité de l'écriture d'un polynôme mais j'ai du mal à voir la rédaction et pour l'existence je pensais le faire pour récurrence mais je ne vois pas comment montrer même qu rang d'initialisation l'existence,
Merci d'avance à tous pour votre aide...

Bon dimanche, Melle papillon

PS: on sait de plus que les a0...an sont tels que a0<a& ...<an et qu'ils sont fixés...

Posté par
lolo217
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 26-03-06 à 12:15

Bonjour,

Soit  F l'application de  Rn[X]  dans  R^(n+1)
qui à  P(X)   associe  (P(a0),..., P(an)) .
Ton exercice revient à prouver que  F  est bijective, comme  F  est linéaire il te suffit de montrer qu'elle est injective...ce que je te laisse faire parce que c'est facile!

lolo

Posté par
disdrometre
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 26-03-06 à 12:23

bonjour Mlle papillon,

connais-tu les déterminants, car j'ai une solution avec les déterminants.

posonsP(X)=b_0+b_1X+b_2X^2..b_nX^n

on a \forall a_k P(a_k)=f(a_k)

donc n+1 équations :

b_0+b_1a_0+b_2a_0^2..b_na_0^n=f(a_0)
...
b_0+b_1a_k+b_2a_k^2..b_na_k^n=f(a_k)

où les n+1 inconnues sont les bk

sous forme matricielle cela donne :
\[\begin{pmatrix}         1 & a_0 & a_0^2 & .. & a_0^n \\         1 & a_k & a_k^2 & .. & a_k^n \\         1 & a_n & a_n^2 & .. & a_n^n \\\end{pmatrix}\]

message édité, Océane

Posté par
disdrometre
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 26-03-06 à 12:24

désolé pour pour l'affichage, mauvaise maitrise de latex..

Posté par
mellepapillon
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 26-03-06 à 12:44

merci mais je n'ai pas encore vu les déterminants et les matrices c'est le prochain chapitre ( c'est écrit sur le programme de colles
pour la première réponse je ne vois pas trop ce que vous voulez dire, j'ai déjà étudier l'application F dont vous me parlez et j'ai déjà montrer qu'elle est bijective mais j'ai du mal à voir le lien avec f, je dois montrer que f = F ?
merci bien

Posté par
mellepapillon
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 26-03-06 à 12:45

merci bien à disdrometre pour tout les effort, je me rejouis d'apprendre tout cela ça à l'air fort interessant... et surtout un bon outil

Posté par
raymond Correcteur
existence et unicité dans le domaine des polynômes 26-03-06 à 12:54

Bonjour.
As-tu vu la dualité ? Si oui, tu peux chercher la base de R_{n}[X] dont la duale est formée par les n+1 formes linéaires u_k définies par u_{k}(P) = P(a_k).
Cordialement RR.

Posté par
mellepapillon
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 26-03-06 à 15:13

non je n'ai pas vu la dualité...encore tant de choses à apprendre...

Posté par
lolo217
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 26-03-06 à 15:32

Comme  F  est bijective, le  n+1-uplet

(f(a0),..., f(an)) a un unique antécédent par  F !

c'est le polynôme que tu cherches.

lolo

Posté par
disdrometre
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 26-03-06 à 15:40

hello again,

tu connais les espaces vectoriels ? donc les bases ?

soit Lk(X) = (X-a0)(X-a_{k-1})(X-a_{k+1})(X-a_n) tous les ai sauf ak

je te dis Lk est une base de Rn[X]  car les ak sont différents 2 à 2( je te laisse le démontrer )
et Lk(ak) est non nul car ak n'est pas racine  de Lk

P(X)= \sum_{k=0}^{n}(\frac{f(ak}{Lk(ak)}Lk(X)

on a bien P(ak) = f(ak), par construction P existe et est unique.

que penses-tu  ?

K.

Posté par
mellepapillon
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 28-03-06 à 21:33

Bonsoir,

  Je suis désolée mais je n'y arrive toujours pas. J'ai l'impression qu'avec vos constructions, vous déterminez plus l'application f que le polynôme P_n. C'est peut-être moi qui ai mal compris, mais je ne vois pas comment montrer l'existence de ce polynôme.

Merci d'avance et bonne soirée,

melle papillon

Posté par
kaiser Moderateur
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 28-03-06 à 22:19

Bonsoir Melle papillon

As-tu déjà vu les espaces vectoriels de dimension finie ?

Kaiser

Posté par
mellepapillon
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 29-03-06 à 12:56

Oui... c'est tout nouveau pour moi

Posté par
kaiser Moderateur
re : existence et unicité dans le domain des polynômes 29-03-06 à 21:18

Bonsoir Melle Papillon

Dans ce cas, je te conseille d'utiliser ce que lolo217 préconisait.
Comme il (ou elle) le disait, considérons l'application suivante :

\Large{\varphi : \mathbb{R}_{n}[X]\mapsto \mathbb{R}^{n+1}\\ \mbox{        }P\mapsto (P(a_{0}),P(a_{1}),...,P(a_{n})) }

Cette application est clairement linéaire et résoudre ton exercice revient exactement à montrer la bijectivité de cette application.
Or les deux espaces vectoriels en question sont tous les deux de dimension égale à n+1. Il suffit donc de montrer l'injectivité, c'est-à-dire en montrant que son noyau est réduit au polynôme nul.

Kaiser



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