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Niveau maths sup
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decomposer en une somme de cosinus

Posté par
qwerty321
13-01-09 à 16:10

Bonjour!
est-ce-que quelqu'un peut m'aider a decomposer la fonction suivante en une somme de cosinus avec des frequences positives:

y(t) = (cos(300πt) + sin(500πt))^3

merci

Posté par
J-P
re : decomposer en une somme de cosinus 13-01-09 à 18:43

(cos(300πt) + sin(500πt))^3 = cos³(300.Pi.t) + 3.cos²(300.Pi.t).sin(500.Pi.t) + 3.cos(300.Pi.t).sin²(500.Pi.t) + sin³(500.Pi.t)

Or cos³(300.Pi.t) = (3/4).cos(300.Pi.t) + (1/4).cos(900.Pi.t)
et sin³(500.Pi.t) = (3/4).sin(500.Pi.t) - (1/4).sin(1500.Pi.t)
et cos²(300.Pi.t) = (1/2) + (1/2).cos(600.Pi.t)
et sin²(500.Pi.t) = (1/2) - (1/2).cos(1000.Pi.t)

(cos(300πt) + sin(500πt))^3 = (3/4).cos(300.Pi.t) + (1/4).cos(900.Pi.t)  + 3.((1/2) + (1/2).cos(600.Pi.t)).sin(500.Pi.t) + 3.cos(300.Pi.t).((1/2) - (1/2).cos(1000.Pi.t)) + (3/4).sin(500.Pi.t) - (1/4).sin(1500.Pi.t)
(cos(300πt) + sin(500πt))^3 = (3/4).cos(300.Pi.t) + (1/4).cos(900.Pi.t)  + (3/2).sin(500.Pi.t) + (3/2).cos(600.Pi.t).sin(500.Pi.t) + (3/2).cos(300.Pi.t) - (3/2).cos(300.Pi.t).cos(1000.Pi.t) + (3/4).sin(500.Pi.t) - (1/4).sin(1500.Pi.t)

Or :
(3/2).cos(600.Pi.t)).sin(500.Pi.t) = (3/4).[sin(1100Pi.t) + sin(-100Pi.t)]
(3/2).cos(600.Pi.t)).sin(500.Pi.t) = (3/4).sin(1100Pi.t) - (3/4).sin(100Pi.t)
et
- (3/2).cos(300.Pi.t).cos(1000.Pi.t)) = -(3/4).[cos(1300Pi.t) + cos(700Pi.t)]
- (3/2).cos(300.Pi.t).cos(1000.Pi.t)) = -(3/4).cos(1300Pi.t) - (3/4).cos(700Pi.t)

-->

(cos(300πt) + sin(500πt))^3 = (3/4).cos(300.Pi.t) + (1/4).cos(900.Pi.t)  + (3/2).sin(500.Pi.t) +(3/4).sin(1100Pi.t) - (3/4).sin(100Pi.t) + (3/2).cos(300.Pi.t) -(3/4).cos(1300Pi.t) - (3/4).cos(700Pi.t) + (3/4).sin(500.Pi.t) - (1/4).sin(1500.Pi.t)

(cos(300πt) + sin(500πt))^3 = (9/4).cos(300.Pi.t) + (1/4).cos(900.Pi.t)  + (9/4).sin(500.Pi.t) +(3/4).sin(1100Pi.t) - (3/4).sin(100Pi.t) - (3/4).cos(1300Pi.t) - (3/4).cos(700Pi.t) - (1/4).sin(1500.Pi.t)
-----
Sauf distraction.  

Posté par
qwerty321
re : decomposer en une somme de cosinus 13-01-09 à 21:20

oulalal..merci beaucoup..je vais essayer de le faire moi meme
Au fait JP je suis curieux et j'aimerai savoir tu etudie quoi?quel domaine en ingenieurie?

Posté par
qwerty321
re : decomposer en une somme de cosinus 13-01-09 à 21:30

bon alors les frequences trouves sont 300 900 500 1100 100 1300 700 et 1500?

Posté par
J-P
re : decomposer en une somme de cosinus 14-01-09 à 14:06

"Au fait JP je suis curieux et j'aimerai savoir tu etudie quoi?"

Plus rien ..., sauf pour l'amusement.
  
Ingénieur en pré-retraite.
  

Posté par
qwerty321
re : decomposer en une somme de cosinus 14-01-09 à 15:08

au fait la question est de decomposer cette fonction en une somme de COSINUS..je pense pa qu'il doit y avoir de sinus car apres il faut verifier sur matlab que les frequences trouves sont les memes..sur matlab j'ai pa eu les memes frequences..
vous pensez qu'on peut encore reduire les sinus a cosinus?
merci

Posté par
J-P
re : decomposer en une somme de cosinus 14-01-09 à 18:38

sinus ou cosinus c'est pareil à un déphasage près.

Exemple:
sin(500Pi.t) = cos(500.Pi.t - Pi/2)

Donc si tu veux vraiment tous cosinus :

(cos(300πt) + sin(500πt))^3 = (9/4).cos(300.Pi.t) + (1/4).cos(900.Pi.t) + (9/4).sin(500.Pi.t) +(3/4).cos(1100Pi.t - Pi/2) - (3/4).cos(100Pi.t - Pi/2) - (3/4).cos(1300Pi.t) - (3/4).cos(700Pi.t) - (1/4).cos(1500.Pi.t - Pi/2)

Pour voir si les calculs sont corrects, j'ai mis les courbes :
f(t) = (cos(300πt) + sin(500πt))^3
et
g(t) = (9/4).cos(300.Pi.t) + (1/4).cos(900.Pi.t) + (9/4).sin(500.Pi.t) +(3/4).cos(1100Pi.t - Pi/2) - (3/4).cos(100Pi.t - Pi/2) - (3/4).cos(1300Pi.t) - (3/4).cos(700Pi.t) - (1/4).cos(1500.Pi.t - Pi/2)
sur un même graphe (dans excel).

Et les courbes des 2 fonctions sont parfaitement superposéees

decomposer en une somme de cosinus

On ne voit qu'une courbe car les 2 sont parfaitement superposées.

On peut donc affirmer que les calculs sont corrects.
-----

Posté par
qwerty321
re : decomposer en une somme de cosinus 14-01-09 à 19:12

je vous remercie encore un fois JP mais encore une question:
je peux affirmer que les frequences sont 300 900 500 1100 100 1300 700 et 1500?
car on me demande de trouver les valeurs des frequenes positives apres cette decomposition

Posté par
J-P
re : decomposer en une somme de cosinus 14-01-09 à 19:32

Ce que tu donnes ne sont pas les fréquences.

exemple:
Avec cos(300.Pi.t) , on a w = 2Pi.f = 300Pi
--> f = 300Pi/(2Pi) = 150 Hz

Pareil pour les autres...

Les fréquences sont donc en Hz:

150, 450, 250, 550, 50, 650, 350, et 750

A reclasser dans l'ordre croissant.
-----
Sauf distraction.  

Posté par
qwerty321
re : decomposer en une somme de cosinus 14-01-09 à 19:37

ah wi c'est vrai
merci bcp!

Posté par
qwerty321
re : decomposer en une somme de cosinus 15-01-09 à 09:37

tu peut supprimer ce topic?
car tous les gens sont entrain de le copier
sinon ca va..
je te remerci!

Posté par
J-P
re : decomposer en une somme de cosinus 15-01-09 à 13:34

"tu peut supprimer ce topic?"

Cerainement pas.
D'abord je n'en ai pas la possibilté (réservée aux modérateurs) et de toute manière, le topic est sensé pouvoir aider tout le monde...
Donc pas question de l'effacer.

Posté par
qwerty321
re : decomposer en une somme de cosinus 15-01-09 à 14:29

oui oui je vous comprend tres bien!
merci pour tout!



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