Produit scalaire

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Le_chat
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Produit scalaire

par Le_chat » 08 Juin 2010, 21:40

Salut à tous!

Voilà mon problème: on a une jolie propriété qui nous dit que dans un espace euclidien, les formes linéaires sont toutes de la forme


Dans mon problème, on se place dans , et on considère la forme linéaire Q->Q(0), avec le produit scalaire tel que




En fait je me suis demandé: d'après la propriété dont je vous ait parlé avant, il existe un polynome dans tel que: Pour tout , .
J'ai cherché comment exprimer ces polynômes mais je n'ai vraiment aucune piste. Le seul truc que j'ai réussi à prouver c'est que est de degré n, par l'absurde.
Après j'ai des conjectures à la pelle:


est à coefficients entiers.
est aussi à coefficients entiers, avec la somme des coefficients de ce polynôme valant
Les premiers polynômes :



Concrètement, je pense qu'il ya une relation de récurrence derrière ces polynomes. Auriez vous des idées pour me faire avancer dans la recherche de ces polynômes?

Merci d'avance.



vingtdieux
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par vingtdieux » 08 Juin 2010, 22:08

Le fait de passer de à Q(0) fait intervenir la notion de fonctionnelle et implique que Pn est la distribution de Dirac.

Nightmare
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par Nightmare » 08 Juin 2010, 23:22

Salut,

si je prends Q=XPn, on aurait et donc Pn=0 ...

vingtdieux
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par vingtdieux » 08 Juin 2010, 23:57

Q a même degre que P

Nightmare
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par Nightmare » 09 Juin 2010, 00:05

? Quel sens donner à ce que tu dis alors qu'il est écrit "Pour tout Q de Rn[X]" ?

vingtdieux
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par vingtdieux » 09 Juin 2010, 08:27

Pour tout Qn de Rn, il existe P de Rn tel que....Si on pose XP^2=PQ l'integrand ca fait soit XP=P et P=Q.
Ou alors P n'est pas de degré n, au plus de degré n-1

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Ben314
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par Ben314 » 09 Juin 2010, 09:14

Salut,
Quand c'est possible, pour ce genre de calculs, on a intérêt à se placer dans une base orthonormée de l'espace euclidien E pour simplifier.

Dans le cas de muni du produit scalaire , la base orthonormée "classique" (qui s'obtient en appliquant Gramm-Schmidt à la base non orthonormée ) est celle formée des polynômes de Legendre associés à [0,1], c'est à dire la famille où
Remarque : Si tu n'as jamais vu cette famille, tu peut trés facilement vérifier que c'est une base orthonormée de en commençant par montrer (en utilisant des intégrations par parties) que, pour tout polynôme Q, .

Chercher tel que, pour tout Q de , on ait revient (par linéarité) à chercher tel que pour tout et, vu que la base est orthonormé, ces conditions signifient trés exactement que .

Pour que ce ne soit pas moi qui fassse tout le travail, je te laisse calculer et regarder si l'expresion de ci dessus peut se simplifier...

Concernant tes "conjectures", on peut effectivement déduire de que :
1)
2) est à coeff entiers
3) En utilisant la formule on peut écrire différement et montrer que ce qui montre que la somme des coeffs de vaut
4) Concernant le fait que est à coeff entiers, ça me semble vrai, mais je vois pas de raison "immédiate"...
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Nightmare
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par Nightmare » 09 Juin 2010, 11:33

vingtdieux a écrit:Ou alors P n'est pas de degré n, au plus de degré n-1


C'est bien ce que j'avais en tête !

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Ben314
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par Ben314 » 09 Juin 2010, 12:00

Petite "modif" :
Nightmare a écrit:Si je prends Q=XPn, et que Q est encore dans Rn[X] alors on aurait et donc Pn=0 ce qui est absurde et prouve que XPn n'est pas dans Rn[X], c'est à dire que Pn est de degré exactement n...
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par vingtdieux » 09 Juin 2010, 12:37

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Ben314
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par Ben314 » 09 Juin 2010, 12:55

Si =Q(0) pour tout Q alors, évidemnt =Ek(0) pour tout k de {0..n}.
Réciproquement, si =Ek(0) pour tout k de {0..n}, comme le produit scalaire est linéaire, on a = som ak = som akEk(0) et, comme {E0,E1,...En} est une famille génératrice de Rn[X], cela montre bien que =Q(0) pour tout Q de Rn[X].

De toute façon, tout ce qui est linéaire, il suffit de vérifier que c'est vrai pour une base et ce sera vrai pour tout le monde !

Edit : En reregardant ce que tu as écrit, je me demande si ce n'est pas la question que tu as mal comprise : on voudrait que =Q(0) pour tout polynôme Q de Rn[X] et pas juste pour un Q fixé, ce qui fait que ta formile avec de alpha_i.beta_i, il faut qu'elle soit vraie pour tout n-uplet (beta_1,...,beta_n) et c'est clairement équivalent à alpha_j=Ej(0)
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Le_chat
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par Le_chat » 09 Juin 2010, 16:21

Salut à tous, vous êtes géniaux!

Nightmare a écrit:Salut,

si je prends Q=XPn, on aurait et donc Pn=0 ...

C'est pour cela qu'on se place dans, d'ailleurs c'est comme ça que j'ai montré que nécessairement, est de degré n. (parce que si est dans , rien ne nous dit que est dans )
Edit: c'est même comme ça qu'on peut prouver que le résultat " dans un espace euclidien, les formes linéaires sont x->" ne subsiste pas dans un espace préhilbertien.


Concernant la réponse de Ben: j'ai justement eu ces polynômes en DS ce matin...
En fait j'obtiens l'expression suivante pour :

Mais bon il n'y a pas de simplification possible? ( :mur: )
Bon bah je les trouvais bien jolis ces polynômes... dommage

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Ben314
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par Ben314 » 10 Juin 2010, 16:06

Tient, en reregardant, en fait, le polynôme peut s'écrire :
où est un coefficient multinomial (donc en particulier un entier).

Cela permet aussi de voir que :
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Ben314
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par Ben314 » 10 Juin 2010, 16:51

Et on peut retourner "à la case départ" vu que, si on pose

alors il est façile de vérifier que, pour tout polynôme , on a :

donc si
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Le_chat
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par Le_chat » 10 Juin 2010, 17:17

Ben314 a écrit:Tient, en reregardant, en fait, le polynôme peut s'écrire :
où est un coefficient multinomial (donc en particulier un entier).

Cela permet aussi de voir que :

T'es génial Ben :we: c'est une écriture de ce genre que je cherchais :++:

 

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