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Niveau maths spé
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trigonométrie

Posté par
aduf
07-02-11 à 09:40

Bonjour à tous,

Soit f(x)=a+b cos x+sin x avec a et b des nombres complexes.

On suppose que pour tout entier naturel n et tout réel x, on a |f^{n}(x)|inférieur ou égal à 1 où f^{n} désigne la dérivée nième de la fonction f.

Comment montrer que a=b=0 ?

Merci de vos conseils et de vos idées.

Posté par
GaBuZoMeu
re : trigonométrie 07-02-11 à 13:06

Bonjour,

Difficile à montrer, parce que c'est faux : prendre a=0, b=i.

Posté par
aduf
re : trigonométrie 07-02-11 à 18:48

Merci, donc l'énoncé proposé est faux......., c'est un sujet des Mines-Ponts de la RMS.

En fait l'écriture exacte est

f(x)=c_0(f)+(2c_1(f)+1)cosx+sinx avec c_0(f)=1/{2pi} intégrale de 0 à 2pi de f(t) dt et
c_1(f)=1/{2pi} intégrale de 0 à 2pi de f(t)exp( -it)dt, ce sont les coefficients complexes du développement en série de Fourier et f une fonction indéfiniment dérivable de R dans C qui estt de plus 2pi-périodique.

Posté par
GaBuZoMeu
re : trigonométrie 07-02-11 à 19:36


Tu prends un énoncé, tu le modifies pour en faire quelque chose de faux, puis tu viens déclarer "donc l'énoncé proposé est faux". Mais on n'a toujours pas le vrai énoncé d'origine.

Posté par
aduf
re : trigonométrie 08-02-11 à 07:20

L'enoncé est :

Soit f une fonction 2pi-périodique, indéfiniment dérivable de R dans C telle que, pour tout entier naturel n et tout réel x, f'(0)=1 et |f^{n}(x)|inférieure ou égal à 1. Montrer que f est la fonction sinus.

J'ai montré que f(x)=c_0(f)+(2c_(f)+1)cosx+sinx, c'est pourquoi je partais de là où j'avais un problème, désolé.

Pour répondre à la question posé je dois montrer que c_0(f)=0 et 1+2c_1(f)=0.

Merci de regarder la " vraie question posée ", Peut-être il y a une autre démarche que d'utiliser les séries de Fourier ?

Posté par
GaBuZoMeu
re : trigonométrie 08-02-11 à 10:31

Vérifie : l'énoncé parle de fonctions à valeurs dans ou bien de fonctions à valeurs dans ?

Posté par
gui_tou
re : trigonométrie 08-02-11 à 10:44

Ça n'a pas d'importance, la théorie de Fourier parle de fonctions de 3$\mathbb{R} dans 3$\mathbb{C}.

Tu peux par exemple t'intéresser aux coefficients de Fourier des dérivées k-ième de f.

Posté par
GaBuZoMeu
re : trigonométrie 08-02-11 à 10:53

gui_tou, tu parles sans savoir. Pour cette question, ça a une importance !

Posté par
gui_tou
re : trigonométrie 08-02-11 à 10:54

Très bien, j'attends de voir.

Posté par
aduf
re : trigonométrie 09-02-11 à 10:31

On nous demande des fonctions de R dans C et je pense que c'est très important si c'était de R dans R je sais faire.

Merci

Posté par
GaBuZoMeu
re : trigonométrie 09-02-11 à 10:46

Ca m'étonne vraiment, parce que pour des fonctions de dans c'est faux : les fonctions vérifiant les conditions sont toutes les fonctions f(x) = sin(x) + i cos(x), avec réel de valeur absolue 1. En conséquence, la seule fonction à valeurs réelles vérifiant les conditions est la fonction sin.

Posté par
aduf
re : trigonométrie 10-02-11 à 00:26

Comment prouvez-vous que si f vérifie les hypothèses alors elle est du type f(x)=sin x+i lambda cos x ?
merci de le montrer.

Posté par
GaBuZoMeu
re : trigonométrie 10-02-11 à 06:27

Tu as déjà montré que nécessairement la fonction f est de la forme a+b\cos(x)+\sin(x), où a et b sont des constantes complexes (cf ton premier message).
Il suffit maintenant d'exprimer que f(x) est dans le disque unité pour tout réel x. Commence par montrer a=0 en considérant le cas x=\pm \pi/2.  On voit alors que f(x) décrit une ellipse centrée à l'origine dont un diamètre est le segment [-1,1] de l'axe réel et le diamètre conjugué est donné par le vecteur d'affixe b. Une telle ellipse est contenue dans le disque unité si et seulement si ce vecteur est orthogonal à l'axe réel et de longueur inférieure ou égale à 1.



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