Polynômes orthogonaux de Legendre et distance minimale
Exercice de TD · niveau 3 (difficile) · mathématiques (PT), chapitre 3 — Espaces Préhilbertiens Réels et Espaces Euclidiens · Z. Problèmes de concours corrigés
Énoncé
Sur , on définit le produit scalaire :
- Appliquer le procédé de Gram-Schmidt à la famille pour construire les trois premiers polynômes de Legendre orthonormalisés .
- Calculer la distance de au sous-espace au sens de la norme euclidienne associée.
Corrigé
1. Construction de la base orthonormale :
- : .
- : (par imparité). . .
- : . (par imparité). . . D'où .
2. Calcul de la distance : Par le théorème de la meilleure approximation, . D'une part : . D'autre part, comme est une fonction impaire :
- (produit pair impair).
- (produit pair impair).
- .
Ainsi . La norme au carré de la projection est . On en déduit le carré de la distance : La distance minimale est donc :
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.