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Niveau Licence Maths 1e ann
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Trigonométrie

Posté par
Kaiserbauer
20-02-19 à 12:25

Bonjour svp comment exprimer tanh(nx) en fonction de tanh(x)

Posté par
jsvdb
re : Trigonométrie 20-02-19 à 12:43

Bonjour Kaiserbauer
On regarde déjà ce que ça donne avec n = 2 3 4 et puis on voit si on peut pas faire une récurrence

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trigonométrie 20-02-19 à 12:56

Bonjour, je ne pense pas qu'il existe de formule simple.
tu peux toujours dire que c'est sh(nx)/ch(nx) = (enx-e-nx)/( enx+e-nx) = (e2nx-1)/( e2nx+1 ) =
[(sh 2x + ch 2x)n -1] / [(sh 2x + ch 2x)n +1]
et développer les puissances n avec le binôme de Newton mais ça va être assez indigeste et puis je ne suis pas sûr qu'on arrive à retomber sur des tanh x.

Posté par
Kaiserbauer
re : Trigonométrie 20-02-19 à 12:59

Pourtant l'exercice demande bien cela

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trigonométrie 20-02-19 à 13:03

Peut être alors. Fais ce que suggère jsvdb.

Rappel : tanh(a+b) = (tanh(a) + tanbh(b))/(1 + tanh(a)tanh(b))

Posté par
Kaiserbauer
re : Trigonométrie 20-02-19 à 13:03

jsvdb j'y ai pensé mais cela ne me permet pas d'évoluer dans l'exercice

Posté par
Kaiserbauer
re : Trigonométrie 20-02-19 à 13:06

Justement cette expression était sollicitée dans la question précédente

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trigonométrie 20-02-19 à 13:10

ha tu vois, tu ne nous as pas tout dit !

il y a aussi cette formule qui peut être utile :

(\dfrac{1 + tanh(x)}{1-tanh(x)})^n= \dfrac{1 + tanh(nx)}{1-tanh(nx)}

tu isoles tanh(nx) et tu développes les (1 + tanh(x)) puissance n avec le binôme de Newton.

Posté par
carpediem
re : Trigonométrie 20-02-19 à 13:11

salut

tanh (nx) = tanh [(n - 1)x + x] = ...

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trigonométrie 20-02-19 à 13:19

ce qui me fait douter qu'il y ait une formule simple c'est que par exemple pour cos(nx) en fonction de cos(x) on doit passer par les polynôme de Tchebychev que l'on ne peut trouver que par récurrence.

Posté par Profil Ramanujanre : Trigonométrie 20-02-19 à 15:04

Glapion @ 20-02-2019 à 13:19

ce qui me fait douter qu'il y ait une formule simple c'est que par exemple pour cos(nx) en fonction de cos(x) on doit passer par les polynôme de Tchebychev que l'on ne peut trouver que par récurrence.


On peut aussi passer par la formule de Moivre et le binôme de Newton pour cos(nx) en fonction de cos(x)

Posté par
Kaiserbauer
re : Trigonométrie 20-02-19 à 15:18

Glapion @ 20-02-2019 à 13:10



***** citation inutile *****  

Posté par
Kaiserbauer
re : Trigonométrie 20-02-19 à 15:20

Kaiserbauer @ 20-02-2019 à 15:18

Glapion @ 20-02-2019 à 13:10

***** citation inutile *****

Posté par
Kaiserbauer
re : Trigonométrie 20-02-19 à 15:20

Ça passe aussi

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Trigonométrie 20-02-19 à 15:25

Bonjour,

On a (\dfrac{1 + tanh(x)}{1-tanh(x)})^n= \dfrac{1 + tanh(nx)}{1-tanh(nx)}

On peut donc isoler tanh(nx) :
En notant Q le premier membre et t = tanh(nx) , il ne me semble pas très compliqué d'isoler t dans l'égalité suivante :
(1+t)/(1-t) = Q

Posté par
jsvdb
re : Trigonométrie 20-02-19 à 15:55

Effectivement, d'après la définition :

\tanh(x) = \dfrac{\sinh(x)}{\cosh(x)}=\dfrac{e^{x}-e^{-x}}{e^{x}+e^{-x}}=\dfrac{e^{2x}-1}{e^{2x}+1}

Et il est facile de tirer e^{2x}=\dfrac{1+\tanh(x)}{1-\tanh(x)}.

D'où une conclusion qui arrive après calculs :

si on pose t = \tanh(x),~a= \dfrac{1+t}{1-t} alors :

\begin{aligned}\tanh(nx) & = \dfrac{a^n-1}{a^n+1} \\ & =\dfrac{\left(\dfrac{1+t}{1-t}\right)^n-1}{\left(\dfrac{1+t}{1-t}\right)^n+1} \\ & =\dfrac{\left(\dfrac{1+ \tanh(x)}{1- \tanh(x)}\right)^n-1}{\left(\dfrac{1+ \tanh(x)}{1- \tanh(x)}\right)^n+1}\\ & =\dfrac{e^{2nx}-1}{e^{2nx}+1}\end{aligned}

Posté par
jsvdb
re : Trigonométrie 20-02-19 à 16:01

Mais pourquoi j'ai mis tous ces calculs inutiles ?? ??

A partir de e^{2x}=\dfrac{1+\tanh(x)}{1-\tanh(x)} on tire e^{2nx}=\dfrac{1+\tanh(nx)}{1-\tanh(nx)} puis \begin{aligned}\tanh(nx) =\dfrac{e^{2nx}-1}{e^{2nx}+1}\end{aligned}

Posté par
jsvdb
re : Trigonométrie 20-02-19 à 16:05

Ah bah si, il fallait exprimer \tanh(nx) en fonction de \tanh(x) ... j'me disais aussi qu'il y avait une raison ha ha ha ha
Ça reste un poil balourd quand même comme formule ...

Posté par
Kaiserbauer
re : Trigonométrie 20-02-19 à 16:07

Vraiment sacrée expression😁😁

Posté par
jsvdb
re : Trigonométrie 20-02-19 à 16:16

Alors après, on peut simplifier un poil :

\tanh(nx) = 1 - \dfrac{2}{\left(\dfrac{1+ \tanh(x)}{1- \tanh(x)}\right)^n+1}

Posté par
Kaiserbauer
re : Trigonométrie 20-02-19 à 16:19

🌝

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Trigonométrie 20-02-19 à 16:57

Bonsoir,
Je n'ai pas compris pourquoi certains voulaient faire du binôme de Newton

Posté par
jsvdb
re : Trigonométrie 20-02-19 à 17:28

Un réflexe quand on voit une somme mise à une puissance entière ...



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