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#76 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 28-12-2016 23:32:20

D'accord. Alors on a:
$\forall x \in [2k\pi, 2(k+1)\pi[: g(x) = x- 2k\pi$.
donc
$$
\displaystyle\int_{2k\pi}^{2(k+1)\pi} g(x) \varphi'(x) dx = 2\pi \varphi(2(k+1)\pi) - \displaystyle\int_{2k\pi}^{2(k+1)\pi} \varphi(x) dx.
$$
Donc,
$$
\langle g',\varphi\rangle= \sum_{k=k_1}^{k_2} \displaystyle\int_{2k\pi}^{2(k+1)\pi} \varphi(x) dx - 2\pi \sum_{k=k_1}^{k_2} 2\delta_{2(k+1)\pi}.
$$
C'est ok? S'il vous plaît.
Si oui, j'ai une question. On a dit que $Supp \varphi \subset \cup_{k=k_1}^{k_2} [2k\pi,2(k+1)\pi].$ Pourquoi utiliser le semi ouvert $ [2k\pi,2(k+1)\pi[ $ au lieu de $[2k\pi,2(k+1)\pi]$? S'il vous plait.

#77 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 28-12-2016 20:10:02

On a $g(x)= g(x- 2 k \pi), \ \forall x \in [2k\pi, 2(k+1)\pi[$.
Ma question est à quoi ça sert? Puisque dans la formule trouvée, on a besoin que de $g'$et il vaut 1.
Merci pour votre aide.

#78 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 28-12-2016 10:11:57

Je dis que $g(x)= x- 2\pi$ sur $[2\pi,4\pi]$ Le problème est que mantenant jesuis perdue dans cet exercice.  Il faut généraliser? Mais je n'arrive pas à généraliser.

#79 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 27-12-2016 20:52:49

Là je ne comprend pas pourquoi sur un intervalle du type $[2k\pi, 2(k+1)\pi]$ $g(x) \neq x$. Alors que vaut $g$ sur cet intervalle? S'il vous plaît.

#80 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 27-12-2016 17:57:33

Ok. Donc on a
$$
\langle g',\varphi \rangle = \sum_{k=k_1}^{k_2} \displaystyle\int_{2 k \pi}^{2(k+1)\pi} \varphi(x) dx - \sum_{k=k_1}^{k_2} 2(k+1)\pi \delta_{2(k+1)\pi}
+ \sum_{k=k_1}^{k_2} 2 k \pi \delta_{2 k \pi}.
$$
On peut écrire que:
$$
\sum_{k=k_1}^{k_2} \displaystyle\int_{2 k \pi}^{2(k+1)\pi} \varphi(x) dx = \displaystyle\int_{\mathbb{R}} \varphi(x) dx,
$$
qui est la distribution associée à la fonction $f(x)=1$.
Mais comment justifier que la somme sur $k$ devient une intégrale sur tout $\mathbb{R}$? S'il vous plaît.

#81 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 27-12-2016 17:30:36

Je n'avais pas oublié le terme de l'ipp, mais on devrait avoir $\varphi(2(k+1) \pi)= \varphi(2k\pi)=0$. Non?
n a:
$$
\langle g',\varphi \rangle = -2(k+1) \pi \delta_{2(k+1)\pi} - 2k\pi \delta_{2 k \pi} + \sum_{k=k_1}^{k_2} \displaystyle\int_{2k\pi}^{2(k+1)\pi} \varphi(x) dx.
$$

alors $\displaystyle\int_{2k\pi}^{2(k+1)\pi} \varphi(x) dx$ est la distribution associée à la fonction $f(x)=1$. Ce qui me gêne, c'est la somme sur $k$ devant l'intégrale.
Merci our votre aide.

#82 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 27-12-2016 13:42:02

Merci beaucoup! C'est très clair. Alors, soit $\varphi \in \mathcal{D}(\mathbb{R})$, alors il existe $R_1$ et $R_2$ de $\mathbb{R}$, tels que $Supp \varphi \subset [R_1,R_2]$.
Puisque $g \in L^1_{loc}(\mathbb{R})$, alors il définit une distribution par la relation
$$
\varphi \in \mathcal{D}(\mathbb{R}) \to \langle g,\varphi \rangle= \displaystyle\int_{\mathbb{R}} g(x) \varphi(x) dx.
$$
Puisqu'on a l'information que $g$ est $2 \pi$ periodique, on partitionne l'intervalle $[R_1,R_2]$ avec des intervalles de la forme $[2k \pi, 2(k+1) \pi]$. Ainsi on a
$Supp \varphi \subset [R_1,R_2] \subset \cup_{k=k_1}^{k_2} [2 k \pi, 2(k+1) \pi]$.
Ainsi, on a:
$$
\langle g',\varphi\rangle= - \langle g,\varphi'\rangle = - \displaystyle\int_{\mathbb{R}} g(x) \varphi'(x) dx = - \sum_{k=k_1}^{k_2} \displaystyle\int_{2 k \pi}^{2(k+1)\pi} x \varphi'(x)dx.
$$
En utilisant l'intégration par partie, on obtient que
$$
\langle g',\varphi \rangle = - \sum_{k=k_1}^{k_2} \displaystyle\int_{2k\pi}^{2(k+1)\pi} \varphi(x) dx.
$$
Si c'est ok, ma question est à quelle distribution est égale $g'$? S'il vous plaît.

#83 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 27-12-2016 10:32:42

Donc on écrit que soit $\varphi \in \mathcal{D}(\mathbb{R})$ telle que $Supp \varphi = \cup_{k \in \mathbb{Z}} ]2k \pi, 2(k+1) \pi[$?
mais après comment on fait? Montrez moi s'il vous plaît comment on commence le raisonnement, je suis vraiment perdue sur cet exercice.

#84 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 26-12-2016 20:40:12

D'accord, c'est compris maintenant.
Si on considère la fonction $g$ définie de $\mathbb{R}$ dans $\mathbb{R}$, $2 \pi$ périodique telle que $\forall x \in [0, 2\pi[, g(x)=x$.
La question est de calculer $g'$ au sens des distribution, et mon problème est que je ne vois pas comment utiliser la periodicité de $g$ pour avoir l'expression de $g$ sur tout $\mathbb{R}$ et pouvoir calculer sa dérivée.
Merci pour votre aide.

#85 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 26-12-2016 17:16:08

D'accord, mais $[-R,R]$ n'est pas inclus dans $]0,\pi[$ car ce dernier ne contient que des éléments strictements positifs. Donc on fait comment? S'il vous plaît.

#86 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 26-12-2016 16:04:55

Mais le support des fonctions tests définie sur $]0,\pi[$, c'est quoi? Ce n'est pas $[0,\pi]$? S'il vous plaît.

#87 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 26-12-2016 13:32:13

Pourquoi on intégre sur $[-R,R]$ et pas sur $]0,\pi[$? S'il vous plaît. On peut dire directement que $\varphi(0)= \varphi(\pi)=0$. Non?

#88 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 25-12-2016 20:44:19

Je suis bête. J'ai fais une grosse erreur dans l'ipp. Alors voilà:
$$
\displaystyle\int_0^{\pi} |\cos(x)| \varphi'(x) dx = \displaystyle\int_0^{\pi/2} \cos(x) \varphi'(x) dx - \displaystyle\int_{\pi/2}^{\pi} \cos(x) \varphi'(x) dx.
$$
Par l'ipp, on a
$$
\displaystyle\int_0^{\pi/2} \cos(x) \varphi'(x) dx = -\varphi'(0) + \displaystyle\int_0^{\pi/2} \sin(x) \varphi(x) dx,
$$
et
$$
\displaystyle\int_{\pi/2}^{\pi} \cos(x) \varphi'(x) dx = -\varphi(\pi) + \displaystyle\int_{\pi/2}^{\pi} \sin(x) \varphi(x) dx.
$$
Donc
$$
\displaystyle\int_0^{\pi} \cos(x) \varphi'(x) dx = - \varphi(0) + \varphi(\pi) + \displaystyle\int_0^{\pi/2} \sin(x)\varphi(x) dx - \displaystyle\int_{\pi/2}^{\pi} \sin(x) \varphi(x) dx.
$$
Ainsi,
$$
\langle f',\varphi \rangle = \varphi(0) - \varphi(\pi) - \displaystyle\int_0^{\pi/2} \sin(x) \varphi(x) dx + \displaystyle\int_{\pi/2}^{\pi} \sin(x) \varphi(x) dx.
$$
On peut la simplifier encore plus? S'il vous plaît.

#89 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 25-12-2016 11:53:26

Mais on pose
$u(x)= \cos(x)$ donc $u'(x)= -\sin(x)$ et $v'(x)= \varphi'(x)$ donc $v(x)= \varphi(x)$
ainsi
$$
\displaystyle\int_0^{\pi/2} \cos(x) \varphi'(x) ds = \displaystyle\int_0^{\pi/2} \cos(x) \varphi(x)dx + [\sin(x) \varphi(x)]_0^{\pi/2}
= \displaystyle\int_0^{\pi/2} \cos(x) \varphi(x)dx + \varphi(\pi/2).
$$
je ne vois pas où est l'erreur

#90 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 25-12-2016 11:38:05

Oui c'est vrai. Je reprend. On obtient que
$$
\langle f',\varphi \rangle = -\displaystyle\int_0^{\pi/2} \cos(x) \varphi(x) dx + \displaystyle\int_{\pi/2}^{\pi} \cos(x) \varphi(x) dx - 2 \varphi(\pi/2)
= - \displaystyle\int_0^{\pi} |\cos(x)| \varphi(x) dx - 2 \langle \delta_{\pi/2},\varphi \rangle.
$$
On conclut que  $f'(x)= -(|cos(x)| + 2 \delta_{\pi/2})$ dans $\mathcal{D}'(\mathbb{R})$.
C'est ok? S'il vous plaît.

#91 Entraide (supérieur) » Dérivée dans D' » 24-12-2016 19:15:58

tina
Réponses : 60

Bonjour,
soit la fonction $f$ définie sur $]0,\pi[$ par $f(x)= |\cos(x)|$.
La question est de calculer la dérivée de $f$ au sens des distributions.
Voici la solution que je propose. Puisque $f \in L^1_{loc}(]0,\pi[)$, alors elle définit une distribution par la relation
$$
\forall \varphi \in \mathcal{D}(]0,\pi[): \langle f,\varphi \rangle = \displaystyle\int_0^{\pi} |\cos(x) dx.
$$
On a:
$$
\langle f',\varphi \rangle = -\langle f,\varphi \rangle = - \displaystyle\int_0^{\dfrac{\pi}{2}} \cos(x) \varphi'(x) dx - \displaystyle\int_{\dfrac{\pi}{2}}^{\pi} \cos(x) \varphi'(x) dx
$$
et par intégration par parties, on obtient que
$$
<f',\varphi> = - \displaystyle\int_0^{\pi} |\cos(x) \varphi(x) dx.
$$
Ainsi, on conclut que $f'(x)= - |\cos(x)|$ dans $\mathcal{D}'(]0,\pi[)$.

C'est bon?
Merci pour votre aide.

#93 Re : Entraide (supérieur) » limite » 23-12-2016 16:20:40

Je ne suis pas sure de comprendre. Pourquoi $\varphi(\dfrac{1}{n})=0$? et pourquoi avoir besoin de $\lim_{n \to +\infty} \varphi(\dfrac{1}{n})$? S'il vous plaît.

#94 Re : Entraide (supérieur) » limite » 22-12-2016 19:16:14

Alors, on suppose que $\varphi =0$ sur $\mathbb{R}^*$, et puisque $\{0\}$ est de mesure finie et $\varphi$ est continue, alors $\varphi$ est nulle sur tout $\mathbb{R}$. C'est ok?

#95 Re : Entraide (supérieur) » limite » 22-12-2016 11:49:02

Bonjour,
Merci beaucoup, c'est très bien compris maintenant; sauf pour un point: on dit que puisque $\varphi \neq 0$, alors il existe $x_0 \neq 0$ t.q $\varphi(x_0) \neq 0$.
Qu'est ce qui nous dit que $x_0$ est non nul? D'habitude on dit qu'il existe un $x_0$ t.q $\varphi(x_0) \neq 0$, sans préciser s'il est nul ou pas.
Merci pour votre aide.

#96 Re : Entraide (supérieur) » limite » 21-12-2016 19:33:21

alors $\theta_n(x_n) \neq 0$, ce qui veut dire que $x_n \in K$ pour tout $n \in \mathbb{N}$. Après, quand $n \to +\infty$, $n x_0$ n'est plus dans K. C'est ok? S'il vous plaît

#97 Re : Entraide (supérieur) » limite » 21-12-2016 16:52:14

Pour le $R$, c'est simple. Puisque $\varphi$ est une fonction test, elle est à support compact et donc il existe $R >0$ tel que $Supp \varphi \subset [-R,R]$
Par contre, j'ai reflechi comment trover un $n$ pour vérifier la condition demandée, mais je ne comprend pas comment. Pouvez vous s'il vous plaît m'indiquer comment le faire.
Merci pour votre aide.

#98 Re : Entraide (supérieur) » limite » 21-12-2016 10:46:14

Je propose ceci:
si $n=1$ alors $Supp \theta_n \subset [-R,R]$
et si $n \geq 2$ alors $Supp \theta_n \nsubseteq [-R,R]$ car $nR > R$
On conclut donc que $Supp \theta_n$ ne peut pas être inclus dans le même compact, quelque soit $n \in \mathbb{N}$.
Ainsi, $\theta_n$ ne converge pas dans $\mathcal{D}(\mathbb{R})$ vers $\theta \equiv 0$.

C'est bon? S'il vous plaît.

#99 Re : Entraide (supérieur) » limite » 21-12-2016 09:52:14

Il faut que les support soient inclus dans un support compact qui ne dépend pas de $n$. C'est ce que j'ai compris. Alors c'est quoi cette condition? S'il vous plaît.

#100 Re : Entraide (supérieur) » limite » 20-12-2016 22:18:01

et pour la convergence uniforme de $D^\alpha \theta_n$. Soit $\alpha \in \mathbb{N}$. On a:
$$
|D^\alpha \theta_n| = |\dfrac{1}{n^{\alpha +1}} D^\alpha \varphi(\dfrac{x}{n})|
$$
on a alors
$$
\lim_{n \to +\infty}|D^\alpha \theta_n| = 0
$$
On a aussi
$$
Supp \theta_n \subset [-nR,nR] \subset [-R_1,R_1]
$$
et
$$
upp \emptyset \subset [-R_1,R_1]
$$
on conclut que $\theta_n$ converge dans $\mathcal{D}$ vers $\theta \equiv 0$.
C'est bon?
Et ça ne fait rien si les supports sont inclus dans un intervalle [-R_1,R_1]$ plus gros que $[-R,R]$? S'il vous plaît

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