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Une fonction "en escalier"

Posté par
frenicle
27-03-13 à 14:11

Bonjour à tous

Voici le graphe d'une fonction évoquant un escalier.
Sauriez-vous deviner de quelle fonction (très simple à définir et indéfiniment dérivable) il s'agit ?

Une fonction  en escalier

Bonne recherche !

Posté par
qwydr
re : Une fonction "en escalier" 27-03-13 à 14:19

salut

je pense à une fonction de type sigmoïde ?

a bientôt

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 08:49

Bonjour qwydr

Ce n'est pas cela...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 10:42

Bonjour,
Un peu de trigo ajouté à x ?

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 10:51

Un peu de trigo, oui...

Posté par
rogerd
escalier 29-03-13 à 11:20

Bonjour!

x-sinx? (ou kx-sinkx en ajustant k pour avoir les bonnes valeurs numeriques. Il va falloir sortir Maple..)

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 12:13

Il y a de l'idée mais il faut observer que les marches d'escalier sont vraiment très plates et très horizontales.

Posté par
gabylu
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 12:48

Bonjour à tous,

La fonction est-elle aussi définie pour x<0 ?
Si oui, pourrait-on voir sa représentation dans les négatifs ?

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 13:01

Oui, c'est défini sur R tout entier et ça se poursuit à l'identique :

Une fonction  en escalier

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 13:18

Pour donner une idée de la platitude des marches, voici ce que donne un changement d'échelle des ordonnées :

Une fonction  en escalier

Posté par
carpediem
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 17:47

salut

on peut penser à une partie entière qu'on multiplie/compose par une "bonne" fonction trigo ...

essayer xcos(E(x)) ... mais ça n'a rien à voir avec la question ....

Posté par
carpediem
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 17:51

n'y aurait-il pas un coef 1/2 qui traine qq part (translation // (Ox) )

tiens celle la aussi elle est marrante E(x)*frac(x) ....

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 18:27

Du sin100 ?

Je précise que je travaille sans filet ; hors de chez moi sans grapheur de calculatrice ou autre

Je patienterai quelques jours avant de découvrir la marrante de carpediem

Posté par
carpediem
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 18:50

en fait de marante elle est plutôt simple à imaginer .... celle de 17h47 est pas mal ...en dé zoomant un max on fait un voyage à travers l'hyperespace ....

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 19:25

Il n'y a pas de partie entière dans la fonction en escalier.

sin100 est une bonne piste, mais il faut aller au bout

Et c'est vrai que celle de 17h47 est plutôt marrante :

Une fonction  en escalier

Posté par
mathafou Moderateur
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 19:26

Bonjour,

Citation :
à une partie entière
Citation :
...indéfiniment dérivable
(sous entendu en tout point)

le problème est pas tellement l'escalier, mais la platitude des marches
on veut au départ obtenir une fonction périodique
simple et dérivable partout donc pas définie "par morceaux"
et qui soit la plus triangulaire / en dent de scies possible
on ajoute alors x (avec un coefficient ad hoc)

Une fonction  en escalier

mais
la limite de la série infinie ainsi définie n'est pas dérivable en x = pi + 2kpi il me semble (dérivable partout ailleurs)
si on s'arrête (ici au rang 9x) il reste des ondulations sur les paliers, ou alors il faut prendre vraiment beaucoup de termes

zoom :
Une fonction  en escalier

je n'ai pas essayé de "bidouiller" les coefficients pour atténuer "au mieux" ces ondulations car ceci ne semble pas vraiment répondre à la définition d'une fonction "simple" (raison pour laquelle je ne blanke pas)

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 19:47

Je précise pour mathafou : la fonction est strictement croissante sur R.

Posté par
carpediem
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 19:54

ha oui bonne idée .... je ne le voyais pas comme ça ....

effectivement c'est la platitude des marches qui me faisait penser à E(x) mais ensuite par quoi opérer pour "arrondir les angles" et "continuiter la courbes" .... damned voila que je parle comme ces jeunes qui ont du mal à aligner deux mots correctement

Posté par
Alexique
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 22:15

Bonsoir !

Bon, je crois que tout est sur le dessin...
Je précise que le \sin^{100} m'a mis sur la piste. J'ai modifié la puissance pour avoir une longueur de palier satisfaisante et pour avoir ce premier palier à 2 à peu près... Le scalaire est là pour avoir des valeurs d'ordonnées cohérentes...
J'ai fait ça grosso modo : je pense que la forme est la bonne (en se pétant les yeux sur la courbe, on pourrait affiner la puissance et le scalaire...).
N'importe quel logiciel de calcul formel donnera une expression "développée" de la fonction si on en voit l'intérêt...

Une fonction  en escalier

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 22:40

Bravo Alexique

La fonction que j'ai utilisée en fait est  x\mapsto 4\int_0^x \sin(t)^{20} dt, mais c'est bien sûr exactement l'idée.

La dérivée de cette fonction, 4 \sin(t)^{20} est positive, et reste très proche de zéro sauf au voisinage de \dfrac{\pi}{2}+k\pi, ce qui provoque la marche d'escalier :

Une fonction  en escalier


Merci à tous ceux qui ont participé

Posté par
mathafou Moderateur
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 22:47

Bonsoir,

Joli !

j'avais bien vu le gros plateau de sinn(x), mais pas penser à en calculer l'intégrale !

mais

Citation :
N'importe quel logiciel de calcul formel donnera une expression "développée" de la fonction si on en voit l'intérêt...
il faut vraiment le vouloir !

En me limitant à l'exposant 8, Geogebra met déja plusieurs secondes à calculer l'intégrale et une formule longue comme le bras.
Avec exposant 100, j'ai dû tuer le process.
Et côté esthétique et "fonction simple" bof ...
Simple si on la laisse sous forme d'intégrale, oui.
Une fonction  en escalier

finalement je n'en étais pas si loin que ça avec mon début de série de Fourier ... en ajustant les coefficients au millipoil on obtient la même chose.

Posté par
Alexique
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 23:41

Citation :
mais pas penser à en calculer l'intégrale !

En voyant la courbe, il est assez naturel d'essayer d'appréhender la fonction par sa dérivée, qu'on voit positive, croissante puis décroissante puis nulle (pour les paliers) sur des segments plus longs que ceux des pics, tout cela périodiquement.
Les x \mapsto \sin^{2n}(x) , n \in \N^* sont alors assez naturels. Reste à prendre une primitive qui s'annule en 0 ce que sine qua non représente très bien et très vite mais pas aussi joliment que geogebra !

Merci pour l'énigme, en tout cas !

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 29-03-13 à 23:56

Citation :
Et côté esthétique et "fonction simple" bof ...


J'ai justement pris soin d'écrire "simple à définir" ce qui n'est guère contestable, je crois.
Et sur le côté esthétique, je ne m'étais pas avancé, des goûts et des couleurs...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Une fonction "en escalier" 30-03-13 à 00:01

je parlais de "l'esthétique" de la formule développée

Posté par
frenicle
re : Une fonction "en escalier" 30-03-13 à 00:05

Ah d'accord

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une fonction "en escalier" 30-03-13 à 10:10

Citation :
j'avais bien vu le gros plateau de sinn(x), mais pas penser à en calculer l'intégrale !

Moi aussi
Et je cherchais aussi plus simple.

Merci frenicle pour l'énigme ainsi que pour le graphique de xcos(E(x)) .

PS Depuis hier, un correcteur orthographique intervient dans mes réponses ; est-ce une nouveauté ou ai-je fait par hasard une manip qui l'enclenche ?
Je n'ai rien trouvé dans le site sur ce sujet.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Une fonction "en escalier" 30-03-13 à 10:25

Bonjour Sylvieg,

Citation :
Depuis hier, un correcteur orthographique intervient dans mes réponses
A mon avis c'est dans ton navigateur (une mise à jour ou une option cliquée par inadvertance ?), pas dans le site.
un CTRL-quelquechose tapé par inadvertance au lieu d'un Shift peut peut être mettre en marche/arrêter le contrôle orthographique du navigateur ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Une fonction "en escalier" 30-03-13 à 12:05

Merci mathafou pour ta réponse ; je ne savais pas que cela pouvait exister dans le navigateur. Il y a eu effectivement une mise à jour importante hier dans mon netbook. J'essayerai d'activer cette option sur mon ordi habituel à mon retour.



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