Math Problem Statement

je veut simplifier le produit sin(2ipi*t/Tn) avec Tn est une suite arithmetique Tn= 30+36n.

Solution

Pour simplifier le produit infini donné par :

i=1Nsin(2iπtTn)\prod_{i=1}^{N} \sin\left(\frac{2i\pi t}{T_n}\right)

avec Tn=30+36nT_n = 30 + 36n, nous devons analyser comment la suite TnT_n influence l'expression générale du produit.

Étapes de Simplification:

  1. Expression générale de TnT_n :
    Tn=30+36nT_n = 30 + 36n.

  2. Produit infini :
    Le produit est de la forme suivante :

    i=1Nsin(2iπt30+36n)\prod_{i=1}^{N} \sin\left(\frac{2i\pi t}{30 + 36n}\right)

  3. Analyse du comportement de TnT_n :
    Lorsque nn augmente, TnT_n devient de plus en plus grand, ce qui signifie que l'argument du sinus devient de plus en plus petit pour chaque ii. Quand l'argument d'une fonction sinus est petit, on peut utiliser l'approximation suivante :

    sin(x)xpour x proche de 0\sin(x) \approx x \quad \text{pour } x \text{ proche de } 0

  4. Simplification en utilisant l'approximation :
    Pour ii fixé et nn suffisamment grand,

    sin(2iπtTn)2iπtTn=2iπt30+36n\sin\left(\frac{2i\pi t}{T_n}\right) \approx \frac{2i\pi t}{T_n} = \frac{2i\pi t}{30 + 36n}

    Le produit devient alors :

    i=1N2iπt30+36n\prod_{i=1}^{N} \frac{2i\pi t}{30 + 36n}

  5. Produit des fractions :
    Le produit des termes simplifiés peut être écrit comme :

    (2πt)Ni=1Ni(30+36n)N\frac{(2\pi t)^N \prod_{i=1}^{N} i}{(30 + 36n)^N}

    i=1Ni=N!\prod_{i=1}^{N} i = N! (factorielle de NN).

    Donc, l'expression simplifiée est :

    (2πt)NN!(30+36n)N\frac{(2\pi t)^N N!}{(30 + 36n)^N}

Conclusion:

La forme simplifiée du produit i=1Nsin(2iπtTn)\prod_{i=1}^{N} \sin\left(\frac{2i\pi t}{T_n}\right) pour Tn=30+36nT_n = 30 + 36n est approximativement :

(2πt)NN!(30+36n)N\frac{(2\pi t)^N N!}{(30 + 36n)^N}

pour nn suffisamment grand.

Avez-vous besoin d'autres clarifications ou souhaitez-vous des détails supplémentaires?

Voici cinq questions supplémentaires liées à ce sujet :

  1. Comment l'approximation change-t-elle si nn n'est pas grand?
  2. Comment traiter ce produit si TnT_n n'est pas arithmétique mais géométrique?
  3. Quelle est l'importance de la factorielle N!N! dans cette expression?
  4. Comment ce produit change-t-il si le sinus est remplacé par une autre fonction trigonométrique?
  5. Peut-on trouver une expression fermée pour le produit sans approximation?

Conseil: Lorsque vous simplifiez des produits infinis ou des séries, examinez toujours si une approximation est justifiée, car cela peut grandement simplifier l'analyse et fournir une compréhension plus intuitive.

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Infinite product formula
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