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Niveau Maths sup
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Tchebychev (polynômes)

Posté par
matix
15-03-06 à 23:58

Bonsoir,

Sachant que T_1(X)=X et U_1(X)=1 et qu'on a définit par récurrence les polynômes T_n(X) et U_n(X) par T_{n+1}(X)=XT_n(X)+(X^2-1)U_n(X) et U_{n+1}(X)=XU_n(X)+T_n(X),

comment puis-je déterminer les degrés de T_n et de U_n ainsi que leurs coefficients dominants?
Je bloque sur ça... si vous pouviez me faire au moins l'exemple pour un, ce serait cool...
Il doit falloir faire par récurrence, mais je ne parviens pas à rédiger cette récurence.. si vous pouviez me montrer..

Merci d'avance à tous, et bonne soirée.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Tchebychev (polynômes) 16-03-06 à 00:58

Bonsoir matix;
Dans ce genre d'exercices il est parfois utile de conjecturer puis montrer par récurrence.
Ainsi tu pourras vérifier par récurrence que:
\fbox{(H_n){:}\forall n\ge1\\\{{deg(T_n)=n\\deg(U_n)=n-1\\coefficient\hspace{5}dominant(T_n)=coefficient\hspace{5}dominant(U_n)=2^n}
Sauf erreurs bien entendu

Posté par
matix
re : Tchebychev (polynômes) 17-03-06 à 00:10

Merci bien elhor_abdelali
C'est donc bien ce que je disais, à savoir le montrer par récurrence...Mais justement, c'est cela que j'aurais souhaité que vous me montriez! Cette récurrence pour parvenir à dire que le degré de T_n est n et celui de U_n est n-1 (ainsi que les coefficients dominants d'ailleurs...)

De plus, si vous avez un peu de temps et que cela ne vous dérange pas, pourriez-vous m'indiquer comment on peut montrer qu'on a T_n(cos \theta)=cos(n \theta) et U_n(cos \theta)=\frac{sin(n \theta)}{sin \theta} pour tout \theta \in \mathbb{R}?

>> il doit certainement falloir partir de la formule de Moivre, mais ensuite... :?


Un grand merci à vous pour l'attention que vous accordez à mes requêtes.
Bonne nuit.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Tchebychev (polynômes) 17-03-06 à 00:15

Bonsoir matix

Je pense qu'une récurrence s'impose.

kaiser

Posté par
matix
re : Tchebychev (polynômes) 17-03-06 à 14:18

Oui, oui je le sais bien qu'il faut faire une récurrence pour la première question!
Mais c'est justement cette récurrence-là que je vous demande de me montrer, puisque je ne parviens pas à la faire...

Posté par
kaiser Moderateur
re : Tchebychev (polynômes) 17-03-06 à 19:47

Bonsoir matix

Je crois qu'on s'est mal compris. Je te conseillais la récurrence pour la deuxième question.
Pour n=1, c'est évident.
Supposons maintenant que ce soit vrai au rang n c'est-à-dire que \Large{T_n(cos \theta)=cos(n \theta)} et que \Large{U_n(cos \theta)=\frac{sin(n \theta)}{sin \theta}} et montrons que la relation est vrai au rang n+1.

\Large{T_{n+1}(cos(\theta))=cos(\theta)T_{n}(cos(\theta))+(cos^{2}(\theta)-1)U_{n}(cos(\theta))=cos(\theta)cos(n\theta)-sin^{2}(\theta)\frac{sin(n \theta)}{sin \theta}\\=cos(\theta)cos(n\theta)-sin(\theta)sin(n \theta)=cos((n+1)\theta)}.

Je te laisse faire l'autre.

Kaiser

Posté par
matix
re : Tchebychev (polynômes) 17-03-06 à 20:42

Merci Kaiser!
En effet on s'était mal compris .. ^^

Mais ce que j'aurais souhaité que vous me démontriez, c'est la 1ere question que je ne parviens pas à faire ... désolé ...

Posté par
kaiser Moderateur
re : Tchebychev (polynômes) 17-03-06 à 22:05

En reparlant de ça, je suppose que c'est une faute de frappe de la part d'elhor_abdelali mais le coefficient dominant vaut \Large{2^{n-1}}.

Voici la récurrence.
Pour n=1, c'est évident.
Supposons la propriété vraie au rang n et montrons-là au rang n+1.

\Large{T_{n}} est de degré n et \Large{U_{n}} est de degré n-1.
Donc \Large{XT_{n}} et \Large{(X^{2}-1)U_{n}} sont tous les deux de degré n+1. Par ailleurs, leurs coefficients dominants valent tous les deux \Large{2^{n-1}}. Ainsi, leur somme est aussi de degré n+1 et son coefficient dominant est égal à \Large{2^{n-1}+2^{n-1}=2^{n}}.
Il reste à faire la même chose avec \large{U_{n+1}}.

Kaiser

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Tchebychev (polynômes) 18-03-06 à 00:17

Effectivement kaiser c'est 2^{n-1} merci

Posté par
kaiser Moderateur
re : Tchebychev (polynômes) 18-03-06 à 00:21

Mais je t'en prie !



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