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Niveau Maths sup
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Linéarisation de cos^n

Posté par
Arianal
20-05-20 à 17:26

Bonjour! J'aimerais linéariser cos^n (t).

En applicant la formule d'Euler on trouve
cos^n (t) = Somme(  de 0 à n de (k parmis n)*ei(2k-n)t ) / 2n  
Je vois souvent qu'il faut distinguer n pair et n impair (sur les forums entre autres).
Je ne comprends pas pourquoi on ne peut pas tout simplement dire que
Re(cos^n (t)) = cos^n (t) = Somme(  de 0 à n de (k parmis n)*cos(2k-n)t ) / 2n

car la partie réelle d'une somme est la somme des parties réelles non?
D'avance merci!! mon cerveau bloque bloque bloque

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 17:36

bonjour

à quelle démonstration fais-tu référence ?

j'ai peur que tu ne confondes avec cos(nt)

de quelle formule d'Euler parles-tu ?

Posté par
Arianal
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 17:45

On écrit cos^n(t) sous la forme ((eit + e-it)/2)^n
puis on développe avec le binome de newton pour obtenir

cos^n (t) = (Somme(  de 0 à n de (k parmis n)*ei(n-2k)t )     / 2^n  

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 17:50

d'accord

tu remarqueras que dans ta somme de droite il y a des imaginaires

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 17:51

donc ton cosn(t) c'est la partie imaginaire de cette somme...

mais je ne vois pas ce que viendrait faire ici une distinction sur la parité de n ...

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 17:52

matheuxmatou @ 20-05-2020 à 17:51

donc ton cosn(t) c'est la partie imaginaire réelle de cette somme...

mais je ne vois pas ce que viendrait faire ici une distinction sur la parité de n ...


n'importe quoi !

Posté par
Arianal
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 17:54

Je suis bien d'accord avec vous, pourtant c'est ce qui est fait souvent (je l'ai vu sur plusieurs sites et cours).
Donc je ne comprends pas pourquoi on ne peut pas prendre la partie réelle de cos^n(t) et dire que les termes des ei(n-2k)t qui restent sont les cos(n-2k)t tout simplement.

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 17:56

je pense que tu parles de site où on cherche à exprimer cos(nt) comme polynôme de cos(t) et sin(t) avec la formule de Moivre... là oui il est question de parité

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 17:57

(peux-tu donner un lien vers un cours dont tu parles ?)

Posté par
Arianal
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:01



vous pouvez consulter a partir de la page 59 du document!

***Racourci url ajouté***

Posté par
Arianal
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:02

Je comprends la méthode que je viens de vous mettre en lien, ce que je ne comprends pas c'est pourquoi n'avoir pas passé à la partie réelle ce qui me semble largement plus simple (mais doit être faux? car ne semble pas aboutir au même resultat)

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:07

ah oui ok je viens de voir...

c'est juste pour arranger la somme ensuite en regroupant des termes égaux... par exemple,

pour n=2 on obtient cos²(t) = (1/4) (cos(2t) + 2 cos(0t) + cos(-2t)) = ... =(1 + cos(2t))/2

pour n=3 on obtient cos3(t) = (1/8) ( cos(3t) + 3 cos(t) + 3 cos(-t) + cos(-3t)) = (cos(3t) + 3 cos(t))/4

ce qui se regroupe différemment

c'est tout

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:08

la formule que tu donnes est juste, c'est simplement la mise sous forme réduite de la somme qui va demander une distinction sur la parité (on scinde la somme à n/2 ou à (n-1)/2)

Posté par
Arianal
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:09

D'accord j'ai compris!
merci pour votre temps! et vos explications!

Posté par
verdurin
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:10

Bonsoir,
deux exemples.

\cos^3(t)=2^{-3}(\text{e}^{3\text{i}t}+3\text{e}^{2\text{i}t}\text{e}^{-\text{i}t}+3\text{e}^{\text{i}t}\text{e}^{-2\text{i}t}+\text{e}^{-3\text{i}t})
 \\ \phantom{\cos^3(t)}=2^{-3}\bigl(\text{e}^{3\text{i}t}+\text{e}^{-3\text{i}t}+3(\text{e}^{\text{i}t}+\text{e}^{-\text{i}t})\bigr)

\cos^2(t)=2^{-2}(\text{e}^{2\text{i}t}+2\text{e}^{\text{i}t}\text{e}^{-\text{i}t}+\text{e}^{-2\text{i}t}
 \\ \phantom{\cos^2(t)}=2^{-2}(\text{e}^{2\text{i}t}+\text{e}^{-2\text{i}t}+2)

Posté par
verdurin
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:11

En retard, comme d'habitude

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:12

la formule "brute" en prenant la partie réelle de la somme est :

\cos^n(t) = \sum_{k=0}^{k=n} {n \choose k} \cos((n-2k)t)

mais elle peut se réduire

et le regroupement des termes redondants (du style cos(T) et cos(-T)) nécessite la distinction de parité

Posté par
Arianal
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:12

C'est l'intention qui compte!

Posté par
matheuxmatou
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:13

Arianal @ 20-05-2020 à 18:09

D'accord j'ai compris!
merci pour votre temps! et vos explications!


pas de quoi... un plaisir

verdurin @ 20-05-2020 à 18:11

En retard, comme d'habitude


y'en a un qui a dit que l'essentiel est de participer ... (bonsoir Verdurin)

Posté par
verdurin
re : Linéarisation de cos^n 20-05-20 à 18:36

Bonsoir matheuxmatou



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