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Noyau de Dirichlet

Posté par
Laurierie
08-02-07 à 20:23

Bonsoir, je bloque sur la question d'un problème qui porte sur les séries de Fourier.

Soit 0\le|t| \le Pi D_n(t)=sin((n+1/2)t)/sin(t/2)

Montrer que D_n(t)=2sin(nt).1/t+r_n(t) avec |rn(t)| inférieur ou égal a 2.

Pourriez vous m'aider? Merci beaucoup

Posté par
Laurierie
re : Noyau de Dirichlet 08-02-07 à 22:34

Petit up; merci

Posté par Sigma_HX1_204 (invité)re : Noyau de Dirichlet 09-02-07 à 12:19

Bon, il semble que 2 n'est pas le meilleur majorant possible, si ?

Je parviens à majorer ça (la valeur absolue de r_n(t)) par \pi, mais pas mieux.
Si ce majorant te convient, fais-le moi savoir et je t'indiquerai ma méthode.

Sinon, afin d'aider les membres de ce forum qui cherchent, peux-tu nous indiquer si ces quantités interviennent dans les questions précédentes du problème... et sous quelles formes ?

Posté par Sigma_HX1_204 (invité)re : Noyau de Dirichlet 09-02-07 à 14:16

Bonjour, Laurierie.

  Je propose finalement la solution suivante : pour t\in]0,\pi[ et n\in\mathbb{N} fixés, on peut écrire

r_n(t)=\Big(\frac{1}{\text{tan}(t/2)} - \frac{2}{t}\Big) \text{sin}(nt) + \text{cos}(nt)

en développant le \text{sin}(nt+t/2).

Par suite, on a

r_n(t)=r_t \times \Big( \frac{\big(\frac{1}{\text{tan}(t/2)} - \frac{2}{t}\big)}{r_t} \text{sin}(nt) + \frac{1}{r_t} \text{cos}(nt)\Big)

avec  r_t = \sqrt{ 1^2 + \Big(\frac{1}{\text{tan}(t/2)} - \frac{2}{t}\Big)^2}

Par suite, il existe \varphi_t\in\mathbb{R} tel que

r_n(t)=r_t \text{sin} (nt + \varphi_t)

Il reste alors à vérifier que \left| \Big(\frac{1}{\text{tan}(t/2)} - \frac{2}{t}\Big) \right| est majoré par 1 (car t\in]O,\pi[) pour conclure que

\forall n\in\N,\qquad \forall t\in ]-\pi,\pi[ \setminus \{0\},\qquad | r_n(t) | \leq 2

(par parité de r_n éventuellement.)

Le résultat valant en 0 en prolongeant la fonction par continuité en ce point, comme tu le fais implicitement, il me semble. Le résultat valant aussi en \pm \pi par continuité de r_n.

Posté par Sigma_HX1_204 (invité)re : Noyau de Dirichlet 09-02-07 à 14:20

Je précise que 2 n'est effectivement pas le meilleur majorant possible.
En effet, pour tout majorant M de |\text{cotan}(t/2)-2/t| sur ]0,\pi[ (il en existe tels que M<1), on a que |r_n(t)|\leq \sqrt{1+M^2} dans le domaine considéré de paramètres.

Posté par
Laurierie
re : Noyau de Dirichlet 09-02-07 à 19:56

Bonjour et désolé de répondre aussi tardivement. Merci pour ta méthode sigma. J'ai demandé à mon prof, et il n'y a pas besoin des questions précédentes. Il faut partir de rn(t)= Dn(t)-... puis montrer que cette quantité est majoré par 2 , un peu comme tu l'as fait. Je vais analyser ta méthode et voir si il n'y en a pas une autre. Merci beaucoup



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