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Niveau Maths sup
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pb d'optimisation d'intégrale

Posté par tamegaz (invité) 21-02-07 à 20:07

salut a tous,
alors voila le probleme :
chercher inf{(ln(x)-ax-b)^2 dx; a,b ^2}

en fait j'ai compris pourquoi il fallait calculer la distance  de ln au plan des fonctions affines. Cependant on me donne l'indice que
(ln(x)-ax-b)^2 dx représente la distance au carré entre les ln et le plan des fonctions affines ?
1)Pouvez vous me dire si je vais dans le bon sens ?
2)répondre a ma question
Merci d'avance

Posté par tamegaz (invité)rajout 21-02-07 à 20:19

l'intégrale est entre 0 et 1 bien sur

Posté par
Cauchy
re : pb d'optimisation d'intégrale 21-02-07 à 20:20

Salut,

oui je pense que tu vas dans le bon sens il va falloir calculer une projection me semble-t-il.

Posté par tamegaz (invité)pb d'optimisation 21-02-07 à 20:22

oui mais pourquoi l'intégrale serait la distance au carrée ?

Posté par
Cauchy
re : pb d'optimisation d'intégrale 21-02-07 à 20:23

Et bien c'est l'inf de la norme au carré associé au produit scalaire usuel intégrale de f*g.

Je dois y aller bon courage

Posté par
JJa
re : pb d'optimisation d'intégrale 22-02-07 à 08:42

Bonjour,

une façon de faire, peut-être moins élégante mais sans surprise, consiste à calculer l'intégrale, tout simplement : en développant, chaque fonction s'intègre classiquement. On trouve :
f(a,b) = Somme (de x=0 à x=1) de (ln(x)-ax-b)^2 =
= ((a^2)/3)+(b^2)+ab+(a/2)+2b+2
au minimum, les dérivées par rapport à a et à b sont respectivement nulles, d'où le système :
(2a/3)+b+(1/2) = 0
2b+a+2 = 0
que l'on résout : a=3 et b= -5/2
et le minimum f(3,(-5/2)) = 1/4

Posté par
JJa
re : pb d'optimisation d'intégrale 22-02-07 à 08:51

Remarque : Le dx a été oublié dans mon écriture précédente de l'intégrale.
Une variante de la méthode consisterait à dériver d'abord par rapport à a, et égaler à 0 cette dérivée, ce qui conduirait à calculer :
0 = Somme (de x=0 à x=1) de -2(ln(x)-ax-b)x.dx
et idem par rapport à b :
0 = Somme (de x=0 à x=1) de -2(ln(x)-ax-b)dx
ce qui conduit exactement au même système d'équations que précédemment, mais avec des intégrales un plus siumples.
Néanmoins, on y gagne pas globalement, car finalement il faut quand même calculer l'intégrale initiale avec a=3 et b=-5/2 pour aboutir au minimum = 1/4.

Posté par
lyonnais
re : pb d'optimisation d'intégrale 22-02-07 à 10:30

Bonjour à tous

Je confirme la réponse de JJa.

Si jamais vous avez Mathématica :

pb d\'optimisation d\'intégrale

A+
Romain

Posté par
lyonnais
re : pb d'optimisation d'intégrale 22-02-07 à 10:32

Donc les 2 méthodes marchent bien

On pourrait aussi voir une troisième méthode qui consisterait à utiliser le principe d'orthonormalisation de Schmidt !

Posté par tamegaz (invité)c'est faux: 24-02-07 à 16:38

la méthode de jja est fausse car je crois que tu oublies que f(a,b) et une fonction a 2 variables et tu n'es pas sur de l'unicité de la solution de a et b quand tu vas intégrer.
ps: je me suis fais secher a l'oral de l'X l'an dernier en faisant ca xD
Bref personne ne répond a ma question !!!
une réponse SVP
merci

Posté par
lyonnais
re : pb d'optimisation d'intégrale 24-02-07 à 16:55

>> tamegaz

Tu plaisantes ou quoi ? ma réponse ne te plait pas ?

Tu veut calculer la distance de ln au plan des fonctions affines.

Il te suffit d'utiliser le théo de projection orthogonale sur F = vect(1,x).

Dim(F) = 2. Espace de dimension finie.

p(ln) = a.x+b F

<=> ln(x)-ax-b F othogonal

<=> (ln(x)-ax-b|1)=0 et ((ln(x)-ax-b|x)=0

Tu résoud ce système de 2 équations à 2 inconnues.

Tu vas trouver a = 3 et b = -5/2

Et tu en déduit la distance recherchée ...

NB : pour quelqu'un qui a passé l'oral de l'X, c'est bizarre que tu n'arrives pas ce type d'exo.

PS : la méthode de JJa est tout à fait correcte, dès l'instant ou tu justifis que l'inf est bien atteint, ce qui est contenu dans le théo de projection orthogonale sur un ev de dimension finie.

oK ?

Romain

Posté par
Cauchy
re : pb d'optimisation d'intégrale 24-02-07 à 17:42

Tu pousses le bouchon tamegaz

Posté par
lyonnais
re : pb d'optimisation d'intégrale 24-02-07 à 17:45

>> Cauchy :

Posté par tamegaz (invité)reponse 25-02-07 à 10:33

ok je suis 100 fois d'accord avec toi !
mais jja veut intégrer comme un gros boeuf et resoudre alors que c'est plus compliqué que ca si on veut résoudre le probleme facon analyse ( points colle si mes souvenirs sont bons ^^ ).
sinon iil n'ya pas de probleme.
Merci beaucoup
++

Posté par
lyonnais
re : pb d'optimisation d'intégrale 25-02-07 à 10:35

je t'en prie

Posté par
Rouliane
re : pb d'optimisation d'intégrale 25-02-07 à 11:07

Etrange cette histoire d'Oral de l'X.

Ca me parait vraiment bidon pour un oral en plus, c'est de l'application directe.
T'avais eu quoi d'autre à ton oral tamegaz ?

Posté par
lyonnais
re : pb d'optimisation d'intégrale 25-02-07 à 11:14

Citation :
Etrange cette histoire d'Oral de l'X.

je suis d'accord avec toi Rouliane !

J'aimerais bien avoir ça à mon oral moi cette année !!

Posté par
JJa
re : pb d'optimisation d'intégrale 25-02-07 à 14:44

Bonjour,

il va de soi, lorsque l'on utilise la méthode que j'ai indiquée, que l'on doit apporter certaines justifications indispensables ( justifier une dérivation sous intégrale si on en a fait une, justifier que l'extremum est bien un minimum et même plus : que ce n'est pas seulement un minimum local, mais le minimum général, etc.)
Mais répondre à une demande d'aide sur un forum n'est pas donner la réponse complète dans tous ses détails. C'est donner des indications initiales pour permettre au demandeur de trouver la suite et de faire lui-même le travail.
Il faudrait être un gros âne pour ne pas comprendre cela, ou bien être un gros aï ( voir dictionnaire si besoin) pour espérer faire faire tout le travail par d'autres.



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