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#1 04-06-2023 16:24:08

William04
Membre
Inscription : 04-03-2023
Messages : 19

Base orthogonale

Bonjour, je bloque sur un exercice sur les espaces préhilbertiens réels. Le voici: on considère E = [tex] R_n[X][/tex] muni du produit scalaire [tex] (P|Q)=\int_{0}^{1} P(t)Q(t)dt[/tex], et pour k allant de 0 à n on définit [tex] P_{k}=X^{k}\times (1-X)^{k}[/tex] et [tex] L_{k}=P_k^{(k)}[/tex]. Il faut montrer que [tex] (L_0, ..., L_n)[/tex] est une base orthogonale mais je ne sais pas où commencer. J’avais pensé à donner une expression générale de [tex]L_{k}[/tex] et de prendre i ≠ j dans l’intervalle 0 à n puis de montrer [tex](L_i|L_j)=0[/tex] mais je m’en sors pas. Pourriez-vous m’aider?

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#2 04-06-2023 18:35:35

LCTD
Membre
Inscription : 21-11-2019
Messages : 101

Re : Base orthogonale

Bonjour,

L'idée me paraît, bonne. Avez-vous utilisé la formule du binôme de newton dans votre calcul?

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#3 04-06-2023 19:38:57

Michel Coste
Membre Expert
Inscription : 05-10-2018
Messages : 1 464

Re : Base orthogonale

Bonsoir,

Une intégration par parties à répétition me paraît plus indiquée.

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#4 05-06-2023 15:58:23

William04
Membre
Inscription : 04-03-2023
Messages : 19

Re : Base orthogonale

LCTD a écrit :

Bonjour,

L'idée me paraît, bonne. Avez-vous utilisé la formule du binôme de newton dans votre calcul?

Vous vous voulez dire là formule de Leibniz?

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#5 05-06-2023 16:00:06

William04
Membre
Inscription : 04-03-2023
Messages : 19

Re : Base orthogonale

Michel Coste a écrit :

Bonsoir,

Une intégration par parties à répétition me paraît plus indiquée.

Bonjour, merci pour votre retour mais je ne vois pas vraiment comment procéder… où dois-je commencer l’intégration?

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#6 05-06-2023 17:01:41

Michel Coste
Membre Expert
Inscription : 05-10-2018
Messages : 1 464

Re : Base orthogonale

Tu cherches à montrer que si [tex]i<j[/tex] alors $$\int_0^1 L_i(t)\,L_j(t)\,dt = \int_0^1 P_i^{(i)}(t)\,P_j^{(j)}(t)\,dt=0\;.$$
Vraiment tu ne vois pas du tout comment faire intervenir l'intégration par parties pour cette intégrale d'un produit de fonctions ? Tu ne vois pas quelque chose qui ressemble à $\int_0^1u(t)\,v'(t)\,dt$ ?
Par ailleurs, j'ai parlé d'IPP à répétition.

Dernière modification par Michel Coste (05-06-2023 17:03:16)

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#7 05-06-2023 17:32:34

LCTD
Membre
Inscription : 21-11-2019
Messages : 101

Re : Base orthogonale

Non je pense au binôme de newton,

$(1-x)^n= \sum_{k=0}^{n} \binom n k 1^{n-k}\,(-x)^k$

pour transformer l'ensemble en une somme de puissance de X.

Mais la méthode proposé par M Michel Coste est sans doute meilleure  en dérivant toujours Pi et en intégrant toujours Pj .

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#8 06-06-2023 15:47:13

William04
Membre
Inscription : 04-03-2023
Messages : 19

Re : Base orthogonale

Michel Coste a écrit :

Tu cherches à montrer que si [tex]i<j[/tex] alors $$\int_0^1 L_i(t)\,L_j(t)\,dt = \int_0^1 P_i^{(i)}(t)\,P_j^{(j)}(t)\,dt=0\;.$$
Vraiment tu ne vois pas du tout comment faire intervenir l'intégration par parties pour cette intégrale d'un produit de fonctions ? Tu ne vois pas quelque chose qui ressemble à $\int_0^1u(t)\,v'(t)\,dt$ ?
Par ailleurs, j'ai parlé d'IPP à répétition.

Bonjour, non c’est bon. J’ai vu qu’en faisant une IPP répétitives on pouvait augmenter l’exposant d’un polynôme et diminuer l’autre, et en utilisant la multiplicité des racines 0 et 1 on se ramène à la fin à un produit scalaire nul. Merci beaucoup pour votre guidage. Bonne soirée.

Dernière modification par William04 (06-06-2023 16:42:50)

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#9 06-06-2023 16:54:06

Michel Coste
Membre Expert
Inscription : 05-10-2018
Messages : 1 464

Re : Base orthogonale

" augmenter l’exposant d’un polynôme et diminuer l’autre"

Hum, l'ordre de dérivation plutôt que l'exposant.

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