Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Maths sup
Partager :

Intégrale et produit scalaire

Posté par
arcencielle2893
22-04-14 à 22:43

Bonsoir j'aurais besoin d'aide pour cet exercice :

Soit f:[0,1][0,+[ continue, non identiquement nulle. Soit E=[X] l'espace vectoriel des polynômes à coefficients réels .

1)Démontrer que l'application <.,.> définie sur E*E par (P,Q)E*E , <P,Q>:=f(t)*P(t)*Q(t)dt
définit un produit scalaire sur E.

2) On suppose dans cette question que f(x) = x. Déterminer a R tel que les polynômes P1(X) = 1 et P2(X) = 1- aX soit orthogonaux vis-à-vis de <.,.>.

Pour la première question, je ne vois pas vraiment ...

Pour la deuxième question, j'ai dit qu'il s'agit de l'intégrale :
x*1*(1-ax)dx pour x entre 0 et 1  
ce qui correspond à : 1/2 - a/3 et pour que ca soit orthogonal donc égal à 0 on doit avoir a=3/2 ...

Merci ....

Posté par
rad
re : Intégrale et produit scalaire 22-04-14 à 22:48

Salut,

Pour la 1 reprends la définition : un produit scalaire est une forme bilinéaire symétrique définie positive. Il faut donc vérifier cela.

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 22-04-14 à 23:22

Bonsoir rad, merci de ta réponse,

Pour la symétrie, c'est bon, puisque si dans l'intégrale on échange P(t) et Q(t) le résultat ne change pas ...
Pour la positivité, Q(t) et P(t) sont dans E*E donc leurs coefficients sont positifs et f(t) va dans un intervalle positif, donc l'intégrale est postive ..

Par contre, pour la bilinéarité, je ne vois pas trop comment ...

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 22-04-14 à 23:31

Bonsoir,

Citation :
Pour la positivité, Q(t) et P(t) sont dans E*E donc leurs coefficients sont positifs (...)


C'est un véritable cauchemar ! Peux-tu revoir ton cours ?

Thierry

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 20:10

Bonjour, je me permets de reprendre le sujet,

pour f(t) cela est toujours positif mais pour Q(t) et P(t) je ne vois pas montrer comment ils sont positifs ...

Posté par
carpediem
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 20:53

salut

mais on se fout du signe de P et Q !!!!


revois la définition d'un produit scalaire !!

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 20:58

Bonsoir carpediem,

je dois prouver que le signe de l'intégrale est positif puisque le produit scalaire est défini positif, mais je ne vois pas comment faire ...

Posté par
carpediem
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 21:07

revois la définition d'une forme bilinéaire positive ...

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 21:08

Bonsoir,

J'ai un cours devant mes yeux (tu devrais en faire autant !). Comment traduirais-tu le fait qu'une forme bilinéaire symétrique est définie ? J'ai la réponse devant les yeux !

Thierry

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 21:35

Ces fonctions appartiennent à l'espace des fonctions continues sur [0,1],c'est pour cela ?

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:13

Soit P\in\R[X] arbitraire, où X est une indéterminée. Pourquoi de <P,\,P>=\int_0^1f(t)\,P^{\,2}(t)\,dt=0, puis-je conclure que P est le polynôme nul ?

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:17

Car l'intérieur de l'intégrale est nul ...

Posté par
carpediem
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:19

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:19

Veux-tu dire que f(t)\,P^{\,2}(t)=0 pour t\in[0,\,1] ? Si oui, pourquoi ? Finalement, qu'est-ce qui va permettre de conclure que P est nul ?

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:23

f(t) est non identiquement nulle, donc quand f(t) n'est pas nulle, c'est P qui l'est ...

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:26

Tu as partiellement répondu à ma deuxième question du 23-04-14 à 22:19. Peux-tu répondre à la première ?

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:30

Je ne comprends absolument pas ce que tu veux dire ... Tu veux dire que si le produit scalaire de P et Q est égal à 0, soit P, soit Q, soit les deux sont égaux à 0 ...Et donc ?

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:31

Mais non ! Pourquoi a-t-on f(t)\,P^{\,2}(t)=0 pour t\in[0,\,1] ?

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:36

Je ne sais pas ...

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:39

Comment est la fonction f\,P^{\,2} sur [0,\,1] ? ..... et ....... !

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:41

Continue et positive car P^2>0 et f>0 ...

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:42

Je retiens "continue et positive". Vois-tu à présent ?

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:44

Donc on peut supposer que P et Q sont égaux et dans ce cas c'est positif ?

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:45

Mais où veux-tu en venir avec ton intervention du 23-04-14 à 22:44 ? Je ne vois pas !

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:48

Je préfèrerais que quelqu'un d'autre m'explique car je ne comprends rien avec toi !!!!!!

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:50

J'ai déjà résolu de nombreux exercices sur ce site, ca s'est toujours bien passé et personne ne m'a fait tourner en bourrique comme toi ...

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:54

Avant de me retirer, nous venons de prouver que, si P\in\R[X] est tel que <P,\,P>=\int_0^1f(t)\,P^{\,2}(t)\,dt=0, alors P est nul. Autrement dit, la forme bilinéaire (à démontrer !) est définie et elle est même définie-positive. Je pense avoir assez perdu de temps avec toi.

Bonne nuit !

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 22:56

Bonne nuit à toi aussi je suis fatigué de cette discussion avec toi ...

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 23:02

Tu devrais abandonner ta prépa... Les maths ne sont pas pour toi ; elles exigent rigueur et travail qui font défaut chez toi.

Posté par
delta-B
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 23:05

Bonsoir.

@Thierry

Peut-être faut-il donner les hypothèses du résultat que tu veux qu'arcencielle2893 utilise. A elle d'en déduire les conclusions.
Soit g(x) une fonction continue positive sur [a,b] telle que \int_a^b g(x)dx=...., alors ......

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 23:06

Je croyais que tu étais parti dormir ...
Si tu veux ma place dans ma prépa je ne te la donnerais pas ...
Vu que tu es si génial, pourquoi n'y es-tu pas en prépa, toi ?
Ton but n'est visiblement pas d'aider les élèves, que fais-tu sur ce site ?

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 23:09

Bonsoir Delta-B,

Mon intervention du 23-04-14 à 22:13 avait quel but ?

Thierry

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 23:10

Bonsoir delta-B,

Soit G la primitive de g, l'intégrale que tu as posée est égale à G(b)-G(a) ...

Posté par
ThierryPoma
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 23:12

Ce que voulait écrire Delta-B, c'était \int_a^b g(x)dx=0, (...)

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 23:27

@Delta-B,

pour la linéarité, grâce aux propriétés de l'intégrale, j'arrive à montrer les différentes conditions à vérifier, notamment en prenant un troisième polynôme W ...

Pour le caractère défini positif :
<P,P> toujours positif sauf si P nul où là le produit scalaire est nul: donc c'est une forme définie positive ...

Pour la symétrie, c'est grâce aux propriétés de l'intégrale ...

Posté par
delta-B
re : Intégrale et produit scalaire 23-04-14 à 23:49

@ arcencielle


Citation :
Pour la symétrie, c'est grâce aux propriétés de l'intégrale ...


c'est plutôt grâce la commutativité du produit de 2 fonctions réelles.

Complètes ce qui suit:
Soit g(x) une fonction continue positive sur [a,b] telle que \int_a^b g(x)dx=0, alors pour tout x \in [a,b], g(x)=......

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 24-04-14 à 00:11

g(x)=0 , non ?

Posté par
delta-B
re : Intégrale et produit scalaire 24-04-14 à 00:25

enfin!. Appliques le à g(x)=f(x)P^2(x) et tiens compte du fait que P(x) est un polynôme.

Posté par
rad
re : Intégrale et produit scalaire 24-04-14 à 00:36

Salut,
pour la positivité, pense que l'intégrale d'une fonction continue positive est positive

Posté par
arcencielle2893
re : Intégrale et produit scalaire 24-04-14 à 00:36

D'accord donc si ce n'est pas f(x) qui est égal à 0, c'est P(x) qui l'est avec tous ses coefficients nuls donc c'est le polynôme nul ...

Posté par
rad
re : Intégrale et produit scalaire 24-04-14 à 00:49

oui voila, f n'est pas identiquement nulle, c'est à dire qu'elle n'est pas nulle en tout point x de [0,1], ainsi comme f(x)P^2(x)=0 équivaut à f(x)=0 ou bien P^2(x)=0 et que la première possibilité (f(x)=0) est impossible, alors P^2(x)=0 pour tout x de [0,1] et donc P(x)=0

Posté par
delta-B
re : Intégrale et produit scalaire 24-04-14 à 01:34

Attention, le produit de 2 fonctions non identiquement peut être une fonction identiquement.Ici P^2(x) sera nul sur tout l'intervalle  ]0,1]  contradiction avec le fait qu'un polynôme non nul admet un nombre fini de racines (qu'elles soient réelles ou complexes)
La notation f(x)=0 prête a confusion. S'agit-il de "x, f(x)=0?"  ou de  "l'équation f(x)=0 admet-elle des solutions?"



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1741 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !