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Niveau Maths sup
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Une interpolation d'Hermite.

Posté par
tagstyle01
13-04-18 à 12:03

Bonjour,

Je bloque sur des éléments de réponses sur ce sujet.

On se place dans le -ev 3[X], et on fixe deux réels a et b distincts.
Soit f l'application de 3[X] dans 4 définie par
  P3[X], f(P)=(P(a),P'(a), P(b), P'(b)).
Notons E= 3[X] , par soucis de clarté.

1. Monter que f est linéaire.

  Avec une simple vérification, on arrive facilement à démonter qu'elle est linéaire.

2. Monter que f est injective.

  Voilà où je bloque, il me suffit de monter que ker(f)={0E}.
J'ai posé P=0+1X+2X2+3X3.
Puis j'ai essayer de résoudre le système Pker(f) donc f(P)=(0,0,0,0).

Dans le système, est-ce que je peux utiliser directement, "par identification des coefficiants" puis on détermine que les i valent 0 ?

Posté par
rogerd
re : Une interpolation d'Hermite. 13-04-18 à 12:22

Bonjour
Si P appartient au noyau de f, P(a) et P'(a) sont nuls ; a est donc racine double de P;
de même b est racine double. P admet donc 4 racines comptées avec leur ordre de multiplicité. Ce n'est possible que si P est le polynôme nul.

Posté par
tagstyle01
re : Une interpolation d'Hermite. 13-04-18 à 15:41

Effectivement, c'est clair. merci.

Ensuite je bloque sur la dernière question.
On a démontré que (1,(X-a),(X-a)(X-b),(X-a)2(X-b)) était une base de E.
Il faut alors déterminer l'unique PE tel que f(P)=(0,1,1,0).

Pour cela, j'ai posé la définition et placé P dans la base, puis j'ai résolu le système. Au final, j'obtiens quelque chose de bien complexe. Je me demande alors si c'est la bonne manière de répondre à la question ?

Merci.

Posté par
lafol Moderateur
re : Une interpolation d'Hermite. 13-04-18 à 16:08

Bonjour

f(1) = (1,0,1,0)
f(X-a) = (0,1,b-a,1)
f((X-a)(X-b)) = (0,a-b,0,b-a)
f((X-a)²(X-b)) = (0, 0,0,(b-a)²)

exprime f(P) comme combinaison de ces quatre quadruplets (la première composante ne peut venir que du premier quadruplet, puis la troisième ne pourra plus provenir que du deuxième quadruplet etc)

Posté par
lafol Moderateur
re : Une interpolation d'Hermite. 13-04-18 à 16:09

tu devrais trouver des coeff qui font intervenir des 1/(b-a) et 1/(b-a)²

Posté par
tagstyle01
re : Une interpolation d'Hermite. 13-04-18 à 18:05

Au final, je trouve :

P(x) = (1/(b-a)) (x-a) + (1/(a-b)) (x-a)(x-b) + (2/(b-a)2) (x-a)2(x-b)

Est-ce cohérent ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Une interpolation d'Hermite. 13-04-18 à 21:37

sais tu que c'est super facile de vérifier ? il te suffit de calculer f(P), avec le P que tu as trouvé ...

Posté par
tagstyle01
re : Une interpolation d'Hermite. 15-04-18 à 11:12

Bonjour,

Après bien des tentatives, je bloque toujours dessus.

Je n'arrive pas à comprendre pourquoi ça :

f(1) = (1,0,1,0)
f(X-a) = (0,1,b-a,1)
f((X-a)(X-b)) = (0,a-b,0,b-a)
f((X-a)²(X-b)) = (0, 0,0,(b-a)²)

Merci.

Posté par
lafol Moderateur
re : Une interpolation d'Hermite. 15-04-18 à 14:36

as-tu lu ton énoncé ? f(P) est tout de même donné explicitement !
si tu ne sais pas calculer P(a), P'(a), P(b), P'(b) pour P = 1, P=(X-a), P=(X-a)(X-b), P=(X-a)²(X-b), il y a un souci, non ?

Posté par
tagstyle01
re : Une interpolation d'Hermite. 15-04-18 à 18:34

On a démontré que (1,(X-a),(X-a)(X-b),(X-a)2(X-b)) était une base de E.
Il faut alors déterminer l'unique PE tel que f(P)=(0,1,1,0).

On veut alors P(a)=0
                               P'(a)=1
                               P(b)=1
                               P'(b)=0
C'est pourquoi j'ai exprimé un polynôme P quelconque dans la base. Soit (1,2,3,4)4, on a alors :
P(x)=1*1+2(x-a)+3(x-a)(x-b)+4(x-a)2(x-b)
P'(x)=2+3(x-b)+3(x-a)+4*2(x-a)(x-b)+4(x-a)2

D'où P(a)=1
           P'(a)=2+3(a-b)
           P(b)=1+2(b-a)
           P'(b)=2 +3(b-a)+4(b-a)2

Puis résolu le système, j'obtiens finalement :
P(x) = (1/(b-a))*(x-a) + (1/(a-b))*(x-a)(x-b) + (2/(b-a)2)*(x-a)2(x-b)
P'(x)=(1/(b-a))+(1/(a-b))*(x-b)+(1/(a-b))*(x-a)+(2/(b-a)2)*2(x-a)(x-b)+(2/(b-a)2)*(x-a)2

Est-ce la bonne manière de répondre à la question ?

Merci.

Posté par
lafol Moderateur
re : Une interpolation d'Hermite. 15-04-18 à 18:47

C'est une manière de répondre à la question

je suis toujours très réticente à l'idée de coller une étiquette "ceci est LA bonne manière" :
la bonne manière, c'est celle dans laquelle tu es à l'aise et qui ne te fait pas passer trois heures là où une autre manière permet de conclure en dix secondes



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