Etudes de fonctions et méthode d'Euler

Réponses à toutes vos questions de la 2nde à la Terminale toutes séries
aCe77
Membre Naturel
Messages: 11
Enregistré le: 01 Déc 2006, 22:10

Etudes de fonctions et méthode d'Euler

par aCe77 » 01 Déc 2006, 22:20

Bonjour à tous!! Je suis nouveau et j'ai un problème pour un long exercice. Je l'ai tronqué et je vous ai donné toutes les questions que je ne savais pas résoudre, et les voicis (en rouge mes réponses):


f désigne une fonction dérivable et strictement positive qui vérifie sur R:
f'=f et f(0)=1


I) Déterminer une équation de la tangente à la courbe représentative de la fonction f au point d'abscisse 0.
on a y-f(0)=f'(0)(x-0)
y-1= 1x soit y=1+x


II) Soit i la fonction définie sur R par:
i:x --> f(x)-x-1

a) Montrer que la fonction f est strictement croissante sur R, et étudier le signe de f(x)-1 sur R
f'=f et f est strictement positive donc f est strictement croissante.
Je ne sais pas comment trouver le signe de f(x)-1 et à partir de là je suis donc bloqué.

b) En déduire que la fonction i admet un minimum au point d'abscisse O.
c) Quelle est la conséquence graphique de cette étude?
_____________________________________________________________
Méthode d'Euler

On note h le pas des itérations pour le calcul des valeurs approchées de f(x) pour x voisin de 0.


III) Montrer que:
f(h)Image(1+h)f(0)
f(2h)Image(1+h)²f(0)
f(3h)Image(1+h)3 f(0)

IV) Montrer que, pour n entier naturel fixé, on a la propriété suivante:
"Si f(nh)Image(1+h)nf(0), alors f((n+1)h)(1+h)n+1f(0)"

V) On admet que, pour tout entier naturel n:
f(nh)(1+h)nf(0)
et l'on pose h=10-2


Calculer, à l'aide d'un tableur les valeurs approchées de f(nh) pour n entier compris entre 0 et 500 (si un boss en informatique pouvait m'expliquer comment faire ça sous excel ça serait sympa!)
Recommencer pour un pas de h=-10-2

VI) Placer les 1001 points de coordonnées:
M(nh ; f(nh))
dans un repère orthonormé, puis en déduire l'allure de la courbe associée à la fonction f.

Merci d'avance :D



Elsa_toup
Membre Irrationnel
Messages: 1491
Enregistré le: 04 Nov 2006, 17:29

par Elsa_toup » 01 Déc 2006, 22:54

Bonsoir,

Je te débloque juste pour te permettre de chercher la suite par toi-même. Si tu as d'autres soucis ensuite, tes questions sont bien sûr les bienvenues... :happy2:

f(0) = 1. Donc f(x) - 1 = 0 pour x=0.
Comme f(x) strictement croissante, f(x)-1 > 0 si f(x) > 1, soit si x > 0 .
Inversement, f(x)-1 < 0 si f(x) < 1, soit si x < 0.

aCe77
Membre Naturel
Messages: 11
Enregistré le: 01 Déc 2006, 22:10

par aCe77 » 02 Déc 2006, 00:06

Merci pour ta réponse rapide :D

pour la question II) b)

j'avais pensé à i'(x)=f'(x)-1=f(x)-1
donc d'après la question précédente, on a le signe de i' et donc les variations de i... Mais je n'arrive pas à justifier que i'(x)=f'(x)-1 ?

Et donc les variations de seraient:
croissante sur [0,+inf[
décroissante sur ]-inf,0] ?

Et comme la fonction est positive alors elle n'est que croissante sur [0,+inf[ d'où 0 est le minimum?

Elsa_toup
Membre Irrationnel
Messages: 1491
Enregistré le: 04 Nov 2006, 17:29

par Elsa_toup » 02 Déc 2006, 00:14

Alors on a i'(x) = f'(x)-1 = f(x)-1 qui est positif pour x> et négatif pour x<0.
Donc i est décroissante jusqu'en 0 et croiassante ensuite, donc elle atteint bien son minimum en 0.

Tu confonds "la fonction est positive" avec "x varie de -\infty à 0.
Ca n'a rien à voir.
g(x)=x² est toujours positive, mais on peut bien prendre x négatif...

aCe77
Membre Naturel
Messages: 11
Enregistré le: 01 Déc 2006, 22:10

par aCe77 » 02 Déc 2006, 00:36

Effectivement je me suis trompé, comment justifier que i'(x) = f'(x)-1 = f(x)-1 ?

et donc pour la question: "Quelle est la conséquence graphique de cette étude?" Il faut juste dire que la fonction i est positive sur ]-inf, +inf[ ?

Elsa_toup
Membre Irrationnel
Messages: 1491
Enregistré le: 04 Nov 2006, 17:29

par Elsa_toup » 02 Déc 2006, 00:51

Oui absolument. Elle atteint son minimum en x=0 et ceminimum vaut i(0) = f(0)-0-1 = 0.
Donc i(x) >=0 pour tout x.

aCe77
Membre Naturel
Messages: 11
Enregistré le: 01 Déc 2006, 22:10

par aCe77 » 02 Déc 2006, 01:01

Merci mais comment justifier que i'(x) = f'(x)-1 = f(x)-1 ?


Et pour la méthode d'Euler, je ne l'ai pas étudié, et donc je ne comprend pas comment faire... J'ai cherché un peu sur le net mais ça m'a l'air encore flou.

Tu saurais montrer que f(h)Image(1+h)f(0) pour me faire voir ?

Elsa_toup
Membre Irrationnel
Messages: 1491
Enregistré le: 04 Nov 2006, 17:29

par Elsa_toup » 02 Déc 2006, 01:18

Ben il n'y a pas à justifier: i(x)=f(x)-x-1, donc i'(x)=(f(x)-x-1)' = f '(x) -(x)' - (1)' = f '(x) - 1 = f(x)-1 car f=f '.

Pour Euler, je regarde...

Elsa_toup
Membre Irrationnel
Messages: 1491
Enregistré le: 04 Nov 2006, 17:29

par Elsa_toup » 02 Déc 2006, 01:34

La méthode d'Euler consiste à approximer la courbe par sa tangente.
Pour h suffisamment proche de 0, on a que f(x+h) f(x) + h f '(x).

Donc, avec x=0, on approxime f(h) par f(0) + f '(0)(h-0) = f(0)+hf(0) (car f=f ').

Donc f(h)f(0)(1+h).

De même, on a que f(2h) = f(h+h) = (en remplaçant x par h dans la 1ère formule) f(h)+h f '(h) = f(h)+h.f(h) = f(h)(1+h).

Donc f.

Je te laisse faire pareil avec f(3h)=f(2h+h)....

aCe77
Membre Naturel
Messages: 11
Enregistré le: 01 Déc 2006, 22:10

par aCe77 » 02 Déc 2006, 16:41

Bonjour! J'ai à peu près tout compris à par quand tu passes de f(h)(1+h) à f(0)(1+h)² ??

Sinon pour f(3h) j'ai fait:

pour x=2h on a f(3h)=f(2h)+h f'(2h)
= f(2h)+h f(2h)
= f(2h)(1+h)
et là je ne sait pas comment arriver à f(3h)Imagef(0)(1+h)^3

et une autre question quand on fait f(3h)=f(2h)+h f'(2h) par exemple, faut il mettre un = ou un Image?

Elsa_toup
Membre Irrationnel
Messages: 1491
Enregistré le: 04 Nov 2006, 17:29

par Elsa_toup » 02 Déc 2006, 18:27

Tu mets un \equiv tout de suite (je ne l'ai pas toujours fait, en effet).

Pour f(h)(1+h) et f(2h)(1+h), tu utilises l'approximation précédente.

On sait à quoi équivaut f(h) et à quoi équivaut f(2h).
C'est bon ?

aCe77
Membre Naturel
Messages: 11
Enregistré le: 01 Déc 2006, 22:10

par aCe77 » 02 Déc 2006, 18:48

Parfait j'ai compris :D

Il me reste donc une question sur laquelle tu pourrais m'éclairer Ô Elsa la sauveuse ^^

IV) Montrer que, pour n entier naturel fixé, on a la propriété suivante:
"Si f(nh)Image(1+h)^n f(0), alors f((n+1)h)(1+h)^(n+1) f(0)"

(les ^ c'est "puissance" )

Elsa_toup
Membre Irrationnel
Messages: 1491
Enregistré le: 04 Nov 2006, 17:29

par Elsa_toup » 02 Déc 2006, 20:48

Et bien tu réappliques toujours la même formule en écrivant que f ((n+1)h) = f(nh + h).

aCe77
Membre Naturel
Messages: 11
Enregistré le: 01 Déc 2006, 22:10

par aCe77 » 03 Déc 2006, 13:32

Je ne vois pas comment faire :s :hum:

Elsa_toup
Membre Irrationnel
Messages: 1491
Enregistré le: 04 Nov 2006, 17:29

par Elsa_toup » 03 Déc 2006, 13:35



De même, on a que f(2h) = f(h+h) = (en remplaçant x par h dans la 1ère formule) f(h)+h f '(h) = f(h)+h.f(h) = f(h)(1+h).

Donc (j'ai remplacé f(h) par la première ligne).

Tu fais pareil pour f(3h)=f(h+2h) et tu remplaces f(2h) par la réponse que tu viens de trouver.

Pareil pour f(h+nh)...

aCe77
Membre Naturel
Messages: 11
Enregistré le: 01 Déc 2006, 22:10

par aCe77 » 03 Déc 2006, 14:17

donc f(h + nh)= f(nh) + h f'(nh)
<=> f(h + nh)= f(nh) + h f(nh)
<=> f(h + nh)=f(nh)(1+h)
<=> f(h + nh)=(1+h)^n f(0)(1+h)
<=> f(h + nh)=f(0)(1+h)^(n+1)

C'est ça?

Elsa_toup
Membre Irrationnel
Messages: 1491
Enregistré le: 04 Nov 2006, 17:29

par Elsa_toup » 03 Déc 2006, 17:39

Oui exactement !

 

Retourner vers ✎✎ Lycée

Qui est en ligne

Utilisateurs parcourant ce forum : Aucun utilisateur enregistré et 23 invités

Tu pars déja ?



Fais toi aider gratuitement sur Maths-forum !

Créé un compte en 1 minute et pose ta question dans le forum ;-)
Inscription gratuite

Identification

Pas encore inscrit ?

Ou identifiez-vous :

Inscription gratuite