Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau LicenceMaths 2e/3e a
Partager :

Serie de Fourier

Posté par
pikobrahm
25-03-25 à 00:32

Bonsoir à tous , veiller vérifier ce exercice pour moi svp.
Soit la fonction f(x)=x ,0<x<2 dans un demi-intervalle.
1. Faire une figure de la fonction  f(x) sur l'intervalle [-6;6]
2. Développer la fonction ´ f (x) en série du cosinus. ´
3. En appliquant le théorème de Parseval, determiner la somme suivante   \frac{1}{1^4}+\frac{1}{3^4}+\frac{1}{5^4}+...

4. Déterminer également la somme suivante \frac{1}{1^4}+\frac{1}{2^4}+\frac{1}{3^4}+\frac{1}{4^4}+\frac{1}{5^4}+...
                      Réponses
2. a0=\frac{1}{2}\int_{0}^{4}{x}dx=2
an=\frac{1}{2}\int_{0}^{4}{x\cos \frac{n\pi }{2}xdx}=0 à partie de là je suis confus.

Serie de Fourier

Posté par
pikobrahm
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 02:27

Excusez moi j'ai fait erreur au niveau des formules .
2.
a0=\frac{2}{T}\int_{0}^{T}{x}dx=2
Et an=\frac{2}{T}\int_{0}^{2}{f(x)cos\frac{n\pi }{T}xdx}=\left\lbrace\begin{matrix}0, pour.. n.. pair \\\frac{1}{(n\pi )^2} ,pour.. n.. impair \end{matrix}\right.
3
D'après le Théorème de Parseval on a
\frac{1}{2}a^2_{0}+\sum_{i=1}^{+\infty }{a^2_{n}}=\int_{0}^{T}[f(x)]^2dx
prenons f(x) pour n impair
\frac{1}{2}*2^2+\sum_{i=1}^{+\infty }{\frac{1}{(n\pi )^4}}=\frac{1}{2}*\frac{4^3}{3}
apres intégration
\sum_{i=1}^{+\infty }{\frac{1}{n^4}}=\frac{26\pi ^4}{3}
T=2
et comme n est impair la première sommes découle à facilement.
EST CE QUE C'EST BON ?

Posté par
gts2
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 05:43

Bonjour,

Deux problèmes :
-1 l'énoncé : "Soit la fonction f(x)=x ,0<x<2 dans un demi-intervalle." et dans l'autre demi-intervalle ? Il doit manquer quelque chose. Je suppose que intervalle=période ?
2- le graphe : la fonction n'est pas périodique ; il va être difficile de trouver une série de Fourier.

Il faut d'abord éclaircir ces deux points avant de continuer.

Posté par
pikobrahm
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 07:13

Bonjour
C'est comme ça que l'exercice est posé, rien n'est modifié.

Citation :
Il faut d'abord éclaircir ces deux points avant de continuer.
et ce que j'ai dans 2e message ?

Posté par
gts2
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 08:06

Il faut absolument éclaircir le texte, soit en posant la question, soit en donnant votre interprétation.

Votre interprétation c'est : période 2, fonction f(x)=x entre 0 et 2, fonction qui n'a pas de développement en cosinus (non paire) ... donc on ne peut pas faire l'exercice.

Votre a0 est faux, vérifier dans votre cours.
Dans votre théorème de Parseval, il manque un 1/T... qui est rétabli dans le calcul numérique (1/2), mais dans le calcul de l'intégrale, vous avez pris T=4...

Serie de Fourier

Posté par
pikobrahm
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 08:41

Je n'arrive pas à comprendre alors, pourtant on a fait développement en série de sinus de x² bien vrai qu'il soit pair.
Ici j'ai pris T comme la demi-Periode
Pour a0 guide moi de plus...
Merci d'avance

Posté par
gts2
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 09:21

Le développement en sinus d'une fonction paire est nul. Il faudrait préciser votre "série de sinus de x²".  Autrement dit comment est périodisé  x² ?

a0 est le moyenne de la fonction donc :  a_0=\frac{ 1}{T} \int_0^T ...

Donc le graphe de la fonction est celui ci-dessous. C'est bien cela ?
Donc il manque bien quelque chose à votre énoncé : soit la fonction f(x) paire ...

Pour ce qui est de Parseval, il faut mettre en accord les bornes de l'intégrale et la fraction \frac{1}{T}\int_0^T f(x) \rm{d} x
ou \frac{1}{T/2}\int_0^{T/2} f(x) \rm{d} x , mais pas un mélange des deux. D'autre part, la fonction vaut bien x de 0 à 2, mais pas de 0 à 4.

Serie de Fourier

Posté par
pikobrahm
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 10:06

Citation :
préciser votre "série de sinus de x²".  Autrement dit comment est périodisé  x² ?        
C'est f(x)=x^2, 0<x<T  , T est période ici.    

Et bn existe bien.

La figure est ci-dessous.

Serie de Fourier

Posté par
gts2
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 10:37

La fonction périodisée a le graphe ci-dessous, fonction manifestement non paire.

Serie de Fourier

Posté par
pikobrahm
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 11:02

Ok!
Maintenant pourquoi f(x)=x , 0<x<2 dans un demi-intervalle n'est pas developable en série du cosinus et on demande les sommes avec la méthode de parceval ?

Posté par
gts2
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 11:37

C'est simplement qu'on a défini f(x) sur une demi-période et tant qu'on ne sait pas ce qui se passe sur l'autre demi-période, on ne peut rien dire.
Si on complète le texte avec f paire, d'une part on peut compléter et on connait complètement la fonction, et la fonction étant paire, elle admet bien un développement en cosinus.  
Donc on peut bien  utiliser votre méthode une fois le texte éclairci.
Il reste à corriger les quelques points signalés.

Posté par
pikobrahm
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 11:50

C'est tout ce qu'on sait sur la fonction
Ok, Merci.

Posté par
gts2
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 13:32

Vous devriez trouver, sauf erreur de ma part ...
a_0=1 ; a_{2n+1}=-\dfrac{4}{(2n+1)^2\pi^2} et \frac{4}{3} pour l'intégrale de Parseval.

Posté par
pikobrahm
re : Serie de Fourier 25-03-25 à 14:33

D'accord.
Merci 🙏



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1768 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !