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Niveau Maths sup
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intégration

Posté par
zoldick
18-03-07 à 19:22

Bonjour voila un éxercice que je souhaiterais faire :

Soit f de classe C1 sur [a,b]

1)Montrer que les suites de terme general:

In = intégrale de f(t)cos(nxt) sur [a,b]
Jn = intégrale de f(t)sin(nxt) sur [a,b]

convergent vers 0.

2)Déterminer les réels alpha et beta tels que :

intégrale de (aplha x t² + beta x t)cos(nxt) sur [0,Pi] = 1/n²

Pour tout n non nul

3)En déduire la somme de la série de terme general 1/n² c'est à dire de la suite (somme de k=1 à n de 1/k² )

pour la 1) j'ai utilisé l'intégration apr partie et sa marche assez bien par contre pour la 2) j'ai encore utilisé une itnégration par partie et j'arrive à (2aPi+b)(cos(Pi*n))+b=1 mais sa ne me donne ni a ni b

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 19:26

Bonsoir zoldick

pour la 2), tu n'aurais pas oublié des n au dénominateur ?

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 19:29

pour la 2) j'arrive à ((2aPi+b)(cos(Pi*n))+b)/n²=1/n²
j'en déduit alors que (2aPi+b)(cos(Pi*n))+b=1
non?

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 19:32

pour la 2) j'ai utilisé l'intégration par parite deux fois de suite

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 19:37

au temps pour moi !
mais sinon, n'oublie pas que l'on doit avoir cette égalité pour tout n.

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 19:45

on résoud le systeme 2Pi*alpha+2beta=1
                     -2alha*Pi=1
on à alors alpha=-1/2*Pi et beta=1

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 19:49

par contre j'ai un peu plus de mal pour la derniére question

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 19:50

Utilise la question 2.

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 19:58

j'ai du mal à faire le rapprochement je devrais calculé la somme de l'intégrale?

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 20:01

Effectivement, tu dois sommer ces intégrales pour k variant entre 1 et n.
Il va donc falloir calculer une somme de cosinus.

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 20:16

en repassant par l'intégration par partie j'arrive à
n
((cos(n*pi)/pi*n² +1/n² )
k=1

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 20:21

en repassant par l'intégration par partie j'arrive à
n
((cos(n*pi)/pi*n +1/n )
k=1

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 20:30

désolé, je ne comprends pas ce que tu as fait.

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 20:30

mais je vois pas comment répondre

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 20:32

j'ai utilisé l'intégrale de la question 2) en remplaçant aplha et beta par leur valeur j'ai ensuite developpé avec le cosinus et divisé l'intégrale en 2 puis j'ai éssayé de calculé l'intégrale en me servant de l'intégration par partie et voila ce que sa me donne

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 20:37

justement, il ne faut pas calculer sa valeur (car on la connait déjà, c'est \Large{\frac{1}{n^{2}}}).
Voici, ce qu'il faut faire.
Il faut exprimer la somme \Large{\bigsum_{1}^{n}\frac{1}{k}} sous la forme d'une intégrale en remplaçant \Large{\frac{1}{k^{2}}} par \Large{\bigint_{0}^{\pi}(at^{2}+bt)\cos(kt)}

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 20:47

j'ai un peu de mal..

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 21:10

où est-ce que ça coince ?

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 21:11

désolé, dans mon message de 20h37, il faut lire \Large{\bigsum_{1}^{n}\frac{1}{k^{2}}}

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 21:14

oui merci j'avais compris mais ce qui me gene c'est de calculer
cos(kt)

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 21:21

remarque que c'est la partie réelle de quelque chose.

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 21:26

oui c'est la partie réelle de exp(i*k*t)

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 21:27

oui et donc ?

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 21:39

j'ai un peu de mal..

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 21:42

c'est la partie réelle de la somme

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 21:43

remarque que la somme des ces exponentielles est celle des termes d'une suite géométrique.

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 21:43

oui !

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 21:47

on a donc une suite géométrique de raison exp(eit)

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 21:49

sans le e !

Kaiser

Posté par
zoldick
re : intégration 18-03-07 à 21:51

oui merci je vais essayé de me débrouillé pour le reste

Posté par
kaiser Moderateur
re : intégration 18-03-07 à 21:52

OK !



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