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Vérifier les conditions de Dirichlet

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Vérifier les conditions de Dirichlet
Message de eveil posté le 30-03-2014 à 12:20:33 (S | E | F)

Bonjour,

J'ai une fonction à priori toute simple où je n'arrive pas à retrouver les bonnes valeurs de sa dérivé. La fonction f est définie sur R, est périodique de période ∏, et est définie par :

f(t)= t . (∏-t) définie sur [0;∏[

Donc f'(t)= ∏-2t
f'(t) s'annule alors pour t = ∏/2

f'(t)>0 sur ]0 ; ∏/2[
f'(t) < 0 sur ]∏/2 ; 0[
f'(t) = 0 si t=0 ou t=∏/2

f(t) est donc croissante sur ]0 ; ∏/2[ et décroissante sur ] ∏/2 ; ∏[

f(0) = f(∏) = 0
f(∏/2) = ∏²/4

Voilà, jusque là rien de compliqué, seulement dans la correction (et je n'ai malheureusement pas une correction très détaillée), on est censé trouvé :


f'(0-)=-∏
f'(0+)=∏
f'(∏-)=-∏
f'(∏+)=∏

Or forcément avec f'(t)= (∏-2t) je ne retrouve pas ces valeurs, alors je me dis qu'il faut sûrement que j'utilise le fait qu'elle soit périodique de période ∏ et donc f'(t - ∏) = f'(t+∏) = f'(t)

f'(t-∏)= ( ∏-2(t-∏) ) = ∏-2t + 2∏
f'(t-∏) = 3∏ - 2t
f'(t+∏) = - ∏ - 2t


f'(∏+ - ∏) = f'(0+)= 3∏ - 2∏+ = ∏-
f'(∏- - ∏) = f'(0-)=  3∏ - 2∏- = ∏+
f'(0+ + ∏) = f'(∏+)= -∏ - 2.0+ = -∏
f'(0- + ∏) = f'(∏-)= -∏ - 2.0- = -∏

Comme vous le voyez, je n'arrive pas à retomber sur les valeurs attendues et je me demande bien pourquoi ? Après le fait de ne pas avoir les bonnes valeurs, ce n'est pas grave en soit puisque les limites à gauche et à droite de la dérivé sont finies, que f est ∏-périodique continue et dérivable sur [0 ; ∏[ et donc les conditions de Dirichlet sont vérifiés.
N'empêche que j'aimerais bien trouver l'erreur et comprendre aussi pourquoi on cherche les limites à gauche et à droite en t = k.∏ (k appartenant à Z) de la dérivé de f puisque pour moi f'(t) est continue, ce qui fait que je ne vois pas du tout l'intérêt de calculer ses limites à gauche et à droite en t = k.∏, car cela voudrait dire qu'en t=k.∏ f'(t) est discontinue.

Merci d'avance pour l'aide que vous pourrez m'apporter.

Cordialement,




Réponse: Vérifier les conditions de Dirichlet de nick94, postée le 30-03-2014 à 17:26:31 (S | E)
Bonjour,
Tu écris :
Donc f'(t)= ∏-2t
f'(t) s'annule alors pour t = ∏/2

ce qui est juste puis
f'(t)>0 sur ]0 ; ∏/2[
f'(t) < 0 sur ]∏/2 ; 0[
f'(t) = 0 si t=0 ou t=∏/2

ce qui est faux
Tuas fait un amalgame entre l'expression de f(t) et celle de f'(t) repars de ce qui est juste pour conclure.

Ta fonction est définie sur [0;∏[
donc f'(0+)se calcule en remplaçant t par o dan l'expression on obtient ∏
En revanche f'(0-) est à considérer dans l'intervalle précédent [-∏ ; 0[ et en raison de la périodicité on obtient f'(0-)= f'(∏-)= -∏
Cela t'éclaire t'il ?



Réponse: Vérifier les conditions de Dirichlet de eveil, postée le 30-03-2014 à 18:41:37 (S | E)
Bonjour Nick94 et merci de ta brillante réponse qui, je dois bien l'avouer, apporte une douce, agréable et chatoyante lumière sur cet exercice. ;)
En revanche elle ne parvient pas encore à chasser définitivement la ténacité de l'amalgame qui s'acharne encore à obscurcir mon pauvre et malheureux esprit.

J'arrive donc très bien à comprendre le raisonnement que tu as fait mais je ne comprends toujours pas pourquoi ce que j'ai fait est faux et ne mène donc pas au bon résultat.



Réponse: Vérifier les conditions de Dirichlet de nick94, postée le 30-03-2014 à 20:42:48 (S | E)
f'(t)= ∏-2t
f'(t) s'annule alors pour t = ∏/2 vrai !
f'(o) = ∏ et pas o !
f' est une fonction affine en t (coeff -2, ord à l'origine ∏)

f'(t)>0 sur ]0 ; ∏/2[
...
f'(t) = 0 si t=0 ou t=∏/2
correspondrait à :
f'(t)= t(∏-2t)



Réponse: Vérifier les conditions de Dirichlet de eveil, postée le 30-03-2014 à 22:17:16 (S | E)
Ah oui, effectivement j'ai lu et relu plusieurs fois et je n'avais pas vu l'énormité de ma faute : f'(t) = 0 si t=0
Désolé :S

Mais ce qui me posait problème en fait c'est la seconde partie puisque je suis parti, sans avoir remarqué ma monstrueuse erreur, d'un principe bien correct que f'(t)=(∏-2t)
et de là... j'écris ensuite que f'(t+∏) = f'(t-∏) = f'(t)

Mais je comprends alors que dans certains cas je sors de l'intervalle de définition [0 ; ∏[
genre f'(∏- - ∏) = f'(0-) ; ce qui fait que je n'ai absolument pas le droit de calculer f'(∏- - ∏)
Ce qui tente à expliquer que les valeurs que je trouve ne sont pas bonnes.

Mais du coup, tout cela éveil en moi une vive curiosité

Si je reprends la fonction f'(t) = (∏-2t)
Pourquoi f'(0-) est différent de f'(∏-) alors que la fonction f est périodique de période ∏ ?

Et là évidemment, on est tenté de répondre que c'est pour ça qu'on la définie sur [0 ; ∏[
Oui mais n'empêche que ça ne m'aide pas à comprendre pourquoi, lorsqu'on calcul à partir de f'(t) = (∏-2t)
f'(0-) est différent de f'(∏-) ?
Est-ce que ça ne proviendrait pas du fait que

La dérivé est définie par la limite de (f(x)-f(x0)) / (x-x0) quand x tend vers x0
J'ai donc envie d'écrire que lorsque qu'on utilise la périodicité sur une dérivé ça revient à la chose suivante :

f'(x-∏) = limite de (f(x-∏)-f(x0-∏)) / ( (x-∏)-(x0-∏) ) quand x tend vers x0
f'(x-∏) = limite de (f(x-∏)-f(x0-∏)) / ( (x-x0) ) quand x tend vers x0

Et encore, j'ai négligé le h.epsilon(h) qui du coup ne serait peut-être pas négligeable
M'enfin... je sais trop... :D
Pourquoi f'(0-) n'est-elle pas égale à f'(∏-) ?

Ça alors ! C'est vachement angoissant comme question, non ? :S

Je ferais peut-être mieux d'aller dormir
... si j'arrive à trouver le sommeil avec toutes ces ambiguïtés me perturbent l'esprit...



Réponse: Vérifier les conditions de Dirichlet de nick94, postée le 30-03-2014 à 22:38:01 (S | E)
on ne peut pas calculer f'(0-) avec (∏-2t) comme expression de f'(t) puisque 0- n'est pas dans l'intervalle [0 ; ∏[ sur lequel cette expression s'applique




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