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Intégrales à paramètres

Posté par flopiflopa (invité) 29-10-07 à 11:46

Voilà, je cherche les valeurs de x réel pr que

In = [0,] cos(nt) / (1 - x.cos(t)) dt

soit convergente (n naturel)
Je me doute qu'il faut utiliser le théorème de convergence dominée, mais je suis un peu paumé lorsque il s'agit de vérifier les différentes hypothèses.
Un petit coup de main serait bien sympa
Merci d'avance.

Posté par
perroquet
re : Intégrales à paramètres 29-10-07 à 12:06

Bonjour, flopiflopa.

Pas besoin d'utiliser le théorème de convergence dominée pour traiter cet exercice.

Si |x|<1, alors, la fonction  t\rightarrow \frac{\cos (nt)}{1-x\cos (t)} est continue sur [0,\pi], donc, I_n est convergente.

Si |x|>1, la fonction t\rightarrow \frac{\cos (nt)}{1-x\cos (t)} n'est pas définie sur ]0,\pi[, et n'est pas prolongeable en une fonction continue par morceaux sur ]0,\pi[. Donc, il n'est pas possible d'étudier la convergence de I_n (si on est dans le cadre du programme de Maths Spé). Si on est dans un autre cadre (intégrale de Lebesgue, par exemple), on peut montrer que I_n n'est pas convergencte, mais c'est un peu plus compliqué.

Si x=1, la fonction t\rightarrow \frac{\cos (nt)}{1-x\cos (t)} est continue sur ]0,\pi], et est équivalente au voisinage de 0 à t\rightarrow \frac{2}{t^2}. On en déduit que I_n n'est pas convergente.

Si x=-1, c'est la même idée que pour x=1

Posté par flopiflopa (invité)re : Intégrales à paramètres 29-10-07 à 12:15

Ok merci beaucoup, j'étais parti sur le théorème de convergence dominée, et j'arrivais pas à m'en sortir^^

Posté par flopiflopa (invité)re : Intégrales à paramètres 29-10-07 à 22:00

Maintenant je cherche à calculer Io et I1 en appliquant le th de dérivation sous intégrale de manière à trouver la dérivée et intégrer après, mais je n'arrive pas à vérifier l'hypothèse de domination.
Je ne sais pas si ma démarche est la bonne ou si je suis à côté de la plaque ^^

Posté par
perroquet
re : Intégrales à paramètres 29-10-07 à 22:37

Pour calculer I_O, poser le changement de variable:

u=tan (t/2)

Pour calculer I_1, simplifier  I_0- x I_1

Posté par flopiflopa (invité)re : Intégrales à paramètres 29-10-07 à 23:12

en posant cos(t)= (1-u²)/(1+u²), je trouve I0(x)=[0,2arctan()] du / (1+u²-x+u²x)

Mais j'ai le droit de continuer sachant que x varie?

Posté par
perroquet
re : Intégrales à paramètres 29-10-07 à 23:29

On intègre de 0 à +\infty. De plus, il y a un "2" oublié:

I_0(x)=\displaystyle\int_0^{+\infty} \frac{2\ du}{1-x+u^2(1+x)}

Le calcul est presque terminé, maintenant. x est fixe.

Posté par flopiflopa (invité)re : Intégrales à paramètres 30-10-07 à 11:20

ok, donc je trouve I0=[2/(1-x)1/2 * Arctan(u*((1+x)/(1-x))1/2)]inf0

Cad I0= 2/(1-x)1/2 * Arctan( /2 *((1+x)/(1-x))1/2)

Posté par flopiflopa (invité)re : Intégrales à paramètres 30-10-07 à 11:22

heu non erreur, I0= Pi/(1-x)1/2

Posté par flopiflopa (invité)re : Intégrales à paramètres 31-10-07 à 15:11

J'ai essayé de simplifier Io-xI1, mais rien de très concluant

Sinon j'ai trouvé In+1(x) + In-1(x) = 2cos(t)*In(x) (qstion demandée), et on me demande d'en déduire In(x)

J'essaie de remplacer au fur et à mesure ds l'expression ci dessus pour arriver à qqchose du genre

In(x) = K(t)*I1(x) + Q(t)*I0(x)

mais encore là, c'est assez chaotique.

Donc une petite aide serait de nouveau la bienvenue :p

NB: il s'agit du sujet mines-ponts 1986

Posté par flopiflopa (invité)re : Intégrales à paramètres 02-11-07 à 14:40

Un petit "up" du topic parceque je suis toujours bloqué ^^



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