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nombre dérivé et meilleure approximation affine

Posté par
jeroM
10-07-05 à 23:11

Bonjour à tous et bonnes vacances.
Je me pose cette question depuis longtemps:
Si on considère une fonction f dérivable sur un intervalle,il est d'usage de dire que xf '(a)(x-a)+f(a) est la meilleure approximation affine de la fonction f sur un voisinage de a.
Quel sens donner à cette "meilleure approximation afine"?
Au sens d'une norme, des résidus quadratiques ?

Posté par N_comme_Nul (invité)re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 11-07-05 à 00:25

Au sens des limites ?

Cela ne voudrait-il pas dire que la limite de
    \frac{f(x)-{\rm approx}}{x-a}
lorsque x tend vers a est nulle ?

(On l'a par la définition même de la dérivabilité en un point avec {\rm approx}=f(a)+(x-a)f'(a)).

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re:nombre dérivé et meilleure approximation affine 11-07-05 à 02:51

Bonjour jeroM; je crois que c'est une approximation au sens d'une semi-norme.
pour I intervalle de R et a\in I,notons:
D_a(I)={f:I-->R/f dérivable en a}
A(I)={f:I-->R/f affine}
(il est facile de vérifier que D_a(I) est un R-espace vectoriel et que  A(I) en est un sous-espace)
on munit D_a(I) de la semi-norme ||f||=|f(a)|+|f'(a)| alors: pout tout f\in D_a(I) il existe une unique application affine h\in A(I) telle que ||f-h|| minimum

Posté par Shadyfj (invité)re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 11-07-05 à 10:37

Je ne pense pas que ça soit la meilleure approximation de la fonction au voisinage de a étant donné que cela correspond à un DL à l'ordre 1. Un DL a l'ordre 2 et plus est plus proche de la fonction.

Posté par philoux (invité)re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 11-07-05 à 10:51

Bonjour Shadyfj,

meilleure approximation affine

n'implique-t-il pas un DL d'ordre 1 ?

Philoux

Posté par Shadyfj (invité)re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 11-07-05 à 10:56

oups désolé j'avais pas bien lu
c'est pas la grande forme lol

Posté par
jeroM
re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 11-07-05 à 21:05

Bonjour à tous,
elhor_abdelali, j'ai essayé la méthode que tu donnes, mais qu'est-ce qui assure l'existence et l'unicité de cette fonction affine ? Quel théorème utilises-tu ? (th de projection ?)
on dira que je maitrise assez mal les semi-normes.

N_comme_Nul, ma question tourne plutot autour de la quantification de l'erreur commise en remplaçant f par l'approximation affine et du coup pourquoi cette approximation affine minimise l'écart.

Posté par N_comme_Nul (invité)re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 11-07-05 à 21:17

Essaie alors de prendre une autre application affine g (telle que g(a)=f(a)) et essaie d'estimer l' "erreur" commise lorsque l'on assimile g à f dans un voisinage de a.

Posté par
otto
re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 11-07-05 à 21:23

Salut,
il n'y a rien de compliqué ici:
-L'existence nous est fournie par h:=x->h(a)+h'(a)(x-a) qui vérifie bien l'équation.
-L'unicité est donnée par le fait que ||f-h||=0 équivaut à
|f(a)-h(a)|+|f'(a)-h'(a)|=0
Notamment f(a)=h(a) (1) et f'(a)=h'(a)  (2)
Puisque h est affine, h(x)=mx+p notamment  (2) donne m=h'(a)=f'(a) et (1) donne af'(a)+p=f(a) et donc p=f(a)-af'(a).

Sauf erreur(s)
A+

Posté par
jeroM
re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 11-07-05 à 21:45

merci otto, ta réponse me semble tout à fait satisfaisante.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 12-07-05 à 00:51

Bonjour à tous;
oui jeroM tu peux facilement vérifier que:
o(x-a)= { f\in D_a(I)/||f||=0 } est un sous-espace de D_a(I) supplémentaire à A(I) d'où l'existence et l'unicité de la décomposition f = h + \phi
avec h\in A(I) et ||\phi||=0 ainsi h peut se voir comme le projection de f sur A(I) parallélement à o(x-a)

Posté par majid52 (invité)re : nombre dérivé et meilleure approximation affine 15-07-05 à 22:08

Bonjour tous le monde,jeroM je cite "ma question tourne plutot autour de la quantification de l'erreur commise en remplaçant f par l'approximation affine et du coup pourquoi cette approximation affine minimise l'écart" pour la 1ère partie de ta question la réponse est donnée par la définition mm de la dérivabilité de f en a à savoir que |f(x)-h(x)|=o(x-a) pour la seconde à mon avis tu te demandes s'il existe un intervalle V=[a-\alpha,a+\alpha] sur lequel h réalise "la meilleure approximation affine" de f au sens que: sup_{x\in V}|f(x)-h(x)| = inf_{h' {affine}}  sup_{x\in V}|f(x)-h'(x)|
est-ce bien ça ?



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