Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau BTS
Partager :

Série de fourier débutant

Posté par
AbsoLuTy
24-10-13 à 20:28

Bonjour,

Voila j'ai un DM sur les série de fourier et je bloque dès les premières question :/

voila l'énoncé :

Soit F la fonction périodique définie sur,paire,2-périodique telle que f(t)=2t-1  si t[0;1]
Tracer la représentation graphique de f sur l intervalle [-3;3]

L'image est seulement une allure de la courbe que j'ai

On suppose que f satisfait aux conditions de Dirichlet

a)Justifier que Bn=0 pour n 1

Donc là simple ,j ai dis que la fonction est paire donc Bn =0

Et là blocage..

b)Calculer a0

Voila ce que je voulais faire mais y'a une erreur

A0=1/T a->a+T f(t)dt
A0=1/2 0 à 2 f(t)dt
A0=1/2[0 à1 f(t)dt + 1 à 2 f(t)dt]

Comme la fonction est paire A0=1/2(2*0 à 1 f(t)dt

Donc A0=0 à 1 (2t-1)dt
A0=[t²-t]0 à 1
Donc A0=0  mais pas possible..
                      

Série de fourier débutant

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 01:30

Sur le dessin l'axe des abscisses est mal gradué.

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 01:37

Pourquoi est-ce que a0 ne pourrait pas être nul ? La fonction n'est pas positive sur [-1,1]

Pour tirer partie de la parité, j'aurais écrit plus volontiers :

a0 = (1/2) Int ( f(t) , t = -1 .. 1 )

a0 = 2 ×(1/2) Int ( f(t) , t = 0 .. 1 )

Graphiquement, il est évident que cette dernière intégrale est nulle.

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 01:48

Les autres coefficients valent ceci :

an = 2 Int( f(t) cos( n∏ t ) , t = 0 .. 1 )

an = 2 Int( (2t-1) cos( n∏ t ) , t = 0 .. 1 )

Il faut faire une intégration par parties :

an = 4 ( (-1)n -1  ) / (n∏)2

De sorte que :

       a2p = 0

       a2p+1 = -4/ (n∏)2

Posté par
AbsoLuTy
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 14:36


Merci ici

On a jamais eu de cas ou Bn et A0 sont nuls ,c est pour ça que de voir A0=0 me paraissais bizarre  

donc possible alors?

Le graphique n'est pas bon ,je l ai repris sur internet , mais la forme elle, est bonne ,seulement la graduation qui est fausse

Avec =
Je trouve bien An=4((-1)n-1)/

A2P=0

Mais A2P+1 je trouve -8/²
                                              +
Je dois vérifier que S(t)=-8/² ( 1/(2P+1)²)*cos((2P+1)t
                                               p=0  

Récapitulatif:A0=0
Bn=0
A2p=0
et A2p+1 =-8/²

                                               +
Mais de moi même je trouve , S(t)= ( -8/²)*cos(2p+1)t)
                                                     p=0

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 16:19

J'aurais dû me relire (il était tard) et toi aussi !

Je voulais dire :

                                 a2p+1 = -8/[ (2p+1)∏ ]2

Il est impossible, comme tu l'écris, que a2p+1 soit égale à -8/∏2 car les coefficients de Fourier tendent vers 0.

Finalement :

                                 S(t) = -8/∏2 ∑ cos [ (2p+1) ∏t ] / (2p+1) 2

Posté par
AbsoLuTy
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 17:05

D accord,mais je vois pas comment tu fais pour passer de
      +
S(t)= -8/(2p+1))²*cos(2p+1)t)
       p=0

au S(t) que je dois trouver

On a le droit de passé le -8/² devant la somme?

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 17:31

Cela s'appelle factoriser :

somme ( a uk , k = 1 .. n) = a somme ( uk , k = 1 .. n )

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 17:46

Si tu veux :

 \sum_{k=1}^n (a×u_k) = a×\sum_{k=1}^n u_k

Tu peux remercier guitou qui m'a indiqué qu'on pouvait écrire de belles formules

Posté par
AbsoLuTy
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 18:07

Merci!


Up= 1/(2n+1)
                                                                    +
Avec S(t) et en prenant t=0 calculer la somme Up
                                                                     p=0

Je trouve que la somme est égal à =8/ , correcte?

Posté par
AbsoLuTy
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 18:26

Ainsi que la valeur efficace de la fonction f

je trouve f eff²=-1/3

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 18:31

Définis la valeur efficace car je ne sais pas ce que c'est.

Posté par
AbsoLuTy
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 18:35

Me suis trompé de toute maniérè

pour S(t) c est correcte ou il y a une erreur ?

F eff²=1/T   f(x)²

Donc 2*1/2 0 à 1  (2t-1)²

et on trouverais f eff²=0

Posté par
AbsoLuTy
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 18:38

Erreur encore f eff² serait plutôt égal a 8

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 18:44

On te dit que f vérifie les conditions de Dirichlet donc, puisque f est définie et continue en 0, on a :

    f(0) = S(0)

Soit :

    -1 =  -\frac{8}{\pi^2} \sum_{p=0}^\infty \frac{1}{(2p+1)^2}

D'où :

 \sum_{p=0}^\infty \frac{1}{(2p+1)^2} = \frac{\pi^2}{8}

Posté par
AbsoLuTy
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 18:54

J'en apprend des choses!

c'était vraiment flou les séries pour moi mais grâce a ton aide,j'arrive a percevoir un bout de lumière lol..

Me reste plus qu'a trouver f eff² pour déterminer la somme de 1/(2p+1)4 à l'aide de la formule de Parseval

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 18:56

Valeur efficace (en supposant que ta formule soit juste) :

\int_0^{1} [f(t)]^2 dt  = \int_0^{1} (2t-1)^2 dt

Une primitive de la fonction t ⟼  (2t-1)^2 est la fonction  t ⟼ \frac{1}{6} (2t-1)^3

\int_0^{1} [f(t)]^2 dt  = \frac{1}{6} - \frac{-1}{6} = \frac{1}{3}

Bon ben on est pas d'accord.

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 18:58

J'ai compris ce que tu appelles la valeur efficace. C'est la valeur moyenne de f2 sur une période. Fallait le dire !!!
Je vois maintenant le lien avec la formule de Parseval...

Posté par
AbsoLuTy
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 19:04

Tu pourrais détailler, ou me dire quelle formule utilisée pour trouver la primitive?

Elle est juste car après je dois l'utiliser  avec la formule:
              
f eff²=A0²+1/2An²+Bn²

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 19:14

La formule de parseval (dans le cas d'une fonction paire) est :

 \frac{1}{T} \int_{-T/2}^{T/2} [f(t)]^2 dt = \frac{1}{4} a_0^2 + \frac{1}{2} \sum_{k=1}^\infty a_k^2


Dans notre cas :

 \frac{1}{3} = 0 + \frac{1}{2}×\frac{64}{\pi^4} \sum_{p=0}^\infty  \frac{1}{(2p+1)^4}

C'est-à-dire :

 \sum_{p=0}^\infty  \frac{1}{(2p+1)^4} =\frac{1}{3}×\frac{\pi^4}{32}  = \frac{\pi^4}{96}

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 19:24

Une primitive de la fontion

   x ⟼  k×u'(x)×[u(x)]^n ,

et la fonction

x ⟼   \frac{k}{n+1} [u(x)]^n ,

Ici, u(x) = 2 x +1. On a bien sûr : u'(x)=2

Maintenant j'écris astucieusement :

(2t-1)^2 = \frac{1}{2}×2×(2t-1)^2 = \frac{1}{2}×u'(t)×u(t)

D'après la formule rappelée ci-dessus (avec k=1/2 et n=2), une primitive de la fonction

     t ⟼  (2t-1)^2

est la fonction :

     t ⟼  \frac{1}{2}×\frac{1}{3}(2t-1)^3

soit :

    t ⟼  \frac{1}{6}(2t-1)^3

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 19:27

ERRATUM

Je voulais écrire

Ici, u(t)=2t-1. On a bien sûr u'(t)=2

Posté par
iciparisonzieme
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 19:28

Bon ben il me semble que j'ai fini ton DM. Tu me diras quelle note j'ai eu, hein ?

Posté par
AbsoLuTy
re : Série de fourier débutant 25-10-13 à 19:36

je trouve bien ca!
Merci grâce a toi l'exo est  fini

Posté par
nbaeyens
re : Série de fourier débutant 05-11-13 à 19:01

Je vois que tout le monde apprend des choses grâce aux DM. Comme quoi c'est utili donc a retenir la factorisation pour les series la definition de la valeur efficace d'une fonction périodique ....

Paris11 Vous aurez votre note prochainement....

Posté par
nbaeyens
Calcul de la primitive de (2x+1)^2 ... 08-11-13 à 08:58

oui un u'u^n peut marcher mais cela me semble bien compliqué .... un developpement et une primitive de ce developpement (qui necessite qu'une identité remarquable) me semble plus simple ...

Posté par
delta-B
re : Série de fourier débutant 08-11-13 à 13:52

Bonjour.

Je ne sais pas si vous l'avez remarqué, l'énoncé tel qu'il est donné est incomplet. f étant paire 2- périodique doit être définie au moins sur un intervalle de longueur (demi-période) par exemple [0;[, elle n'est nullement et n'a été définie explicitement par la suite sur ]1;[. (J'ai peut-être mal lu). Les calculs faits par la suite l'ont été pour f(x)=0 sur ]1,/smb]]. La représentation donnée est donc erronée.  Celle qui suit est donnée [0;].

Série de fourier débutant

Posté par
kybjm
re : Série de fourier débutant 08-11-13 à 23:17

,paire,2-périodique telle que f(t)=2t-1  si t[0;1]

Posté par
delta-B
re : Série de fourier débutant 08-11-13 à 23:54

Bonsoir

C'est ce qui arrive quand on lit mal les énoncés et je l'ai fait.



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 !