logo

Quantificateurs et suite :


maths supQuantificateurs et suite :

#msg2933459 Posté le 14-03-10 à 17:33
Posté par Profilolive_68 olive_68

Bonjour

J'ai un petit exercice de compréhension sur les suites :

Soit 3$(x_n)_{n\in \bb{N, une suite numérique réelle. Pour que 3$(x_n)_{n\in \bb{N soit convergente, il faut et il suffit que soit satisfaite la relation :

                3$\(\exist \omega\in \mathbb{R}\)\(\forall \varepsilon >0\)\(\exist N\in \mathbb{N}\)\(\forall n\in \mathbb{N}\)\(n\ge N \ \Longright \ |x_n-\omega|\le \varepsilon\)

Que dire de la suite 3$(x_n)_{n\in \bb{N} lorsqu'elle satisfait la relation suivante ? :

a) 3$\(\exist \omega\in \mathbb{R}\)\(\exist N\in \mathbb{N}\)\(\forall n\in \mathbb{N}\)\(\forall \varepsilon >0\)\(n\ge N \ \Longright \ |x_n-\omega|\le \varepsilon\)

---> J'aurais envie de dire que la suite est stationnaire à partir d'un rang N (3$\omega en est la limite).


Il y en a en tout 6 (avec la même définition) mais je préfère les posters un par un pour être sur de ne pas m'embrouiller et tout..

Merci d'avance
re : Quantificateurs et suite :#msg2933466 Posté le 14-03-10 à 17:35
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Bonjour olive

Gagné!
re : Quantificateurs et suite :#msg2933478 Posté le 14-03-10 à 17:38
Posté par Profilolive_68 olive_68

Bonjour Camélia

Cool . Merci beaucoup pour ta réponse.

Je continue avec les 5 autres (comme précisé dans l'énoncé)

3$\(\exist \omega\in \mathbb{R}\)\(\forall n\in \mathbb{N}\)\(\exist N\in \mathbb{N}\)\(\forall \varepsilon >0\)\(n\ge N \ \Longright \ |x_n-\omega|\le \varepsilon\)

J'aurais tendance à dire que la suite est constante, 3$x_n=x_0=\omega
re : Quantificateurs et suite :#msg2933497 Posté le 14-03-10 à 17:41
Posté par Profilolive_68 olive_68

Ah non je crois que c'est faux enfait, je regarde à nouveau et je répond à nouveau
re : Quantificateurs et suite :#msg2933515 Posté le 14-03-10 à 17:44
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Oui, c'est faux!
re : Quantificateurs et suite :#msg2933520 Posté le 14-03-10 à 17:45
Posté par Profilolive_68 olive_68

Enfait si si je comfirme ce que j'ai dis.

Si puisque "quelque soit n appartenant à IN" "il existe N appartenant à IN" c'est la même chose que "quelque soit n appartenant à IN"

D'ou le fait que la suite soit constante ..
re : Quantificateurs et suite :#msg2933524 Posté le 14-03-10 à 17:45
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Moi non plus je ne sais plus...
re : Quantificateurs et suite :#msg2933525 Posté le 14-03-10 à 17:46
Posté par Profilolive_68 olive_68

Ca prête à confusion tout ces quantificateurs hein ^^
re : Quantificateurs et suite :#msg2933535 Posté le 14-03-10 à 17:48
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Non, pas d'accord... Si je prends x_0=0 et x_n=1 pour n > 0, elle vérifie la propriété. C'est encore une suite stationnaire!
re : Quantificateurs et suite :#msg2933582 Posté le 14-03-10 à 17:56
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Je reviens ce soir après les résultats des éléctions! mais si quelqu'un veut s'amuser, n'hésitez pas!

En fait dans ton deuxième truc, le (\forall n) en deuxième position est là juste pour tromper l'ennemi... puisque ensuite on le particularise dans n\geq N
re : Quantificateurs et suite :#msg2933656 Posté le 14-03-10 à 18:11
Posté par Profilolive_68 olive_68

Il y a quand même un truc que je ne comprend pas. On fixe d'abord notre epsilon

Ensuite on dit que pour entier n il existe un entier N tel que quelque soit epsilon>0 n\le N implique |x(n)-omega|<epsilon ..

Donc c'est vrai aussi pour n=0, ce qui implique par la suite que N=0 on est d'accord ?

mais si c'est vrai pour n=0 et que N=0 alors comme notre omega est fixé (dans ton exemple il vaut 1) alors on devrait avoir |x(0)-omega|<epsilon non ? c'est à dire 1<epsilon

Ce qui n'est pas vrai si on prend epsilon=1/2 non ?

Merci pour tes réponses, à plus tard
re : Quantificateurs et suite :#msg2934291 Posté le 14-03-10 à 21:59
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

C'est n\geq N qui entraine...

On dit que pour tout n il existe N tel que pour n\geq N... c'est un peu tautologique!
re : Quantificateurs et suite :#msg2934350 Posté le 14-03-10 à 22:27
Posté par Profilolive_68 olive_68

Merci pour ta réponse

En fait on voulait juste me feinter .. Si je voulais traduire la chose je dirais alors que "Il existe un réel omega tel que pour tout entier naturel n il existe un réel strictement positif epsilon tel que 3$|x_n-\omega|\le \varepsilon " ?

Je suis désolé je n'arrive toujours pas à voir en quoi la suite que tu proposes vérifies l'énoncé..

Ah mais je viens peut-être de comprendre, si on prennait la suite 3$x_0=0, 3$x_1=1 et 3$x_n=2 pour 3$n\ge 2 elle marcherait aussi ? si c'est juste alors je pense que j'ai compris ..

Merci beaucoup !
re : Quantificateurs et suite :#msg2934372 Posté le 14-03-10 à 22:37
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Oui, c'est bien comme ça que je vois les choses...
re : Quantificateurs et suite :#msg2934415 Posté le 14-03-10 à 23:09
Posté par ProfilDrysss Drysss

J'affirmerais même que toute suite (xn) vérifie la proposition que tu as écrit à 17h38.

Prenons (xn).

je prends w=0
Si je prends n element de N.
je te donne N=n+1.
L'affirmation n>= N est fausse donc l'implication est vraie.
C'est fini !
re : Quantificateurs et suite :#msg2934423 Posté le 14-03-10 à 23:12
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

J'ai rien écrit à 17:38!
re : Quantificateurs et suite :#msg2934426 Posté le 14-03-10 à 23:14
Posté par ProfilDrysss Drysss

olive_68 oui
re : Quantificateurs et suite :#msg2935950 Posté le 16-03-10 à 16:55
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Eh bien... moi j'ai envie de voir la suite des propositions. Et en son absence, je t'en propose deux (peut-être que tu les as dans ta liste)

(\exists \omega\in {\bb{R}})(\forall \varepsilon \in {\bb{N}})(\forall N\in {\bb{N}})(\exists n \in {\bb{N}})(n\geq N\ et\  |x_n-\omega| < \varepsilon)

(\forall \omega\in {\bb{R}})(\forall \varepsilon \in {\bb{N}})(\forall N\in {\bb{N}})(\exists n \in {\bb{N}})(n\geq N\ et\  |x_n-\omega| < \varepsilon)
re : Quantificateurs et suite :#msg2936522 Posté le 16-03-10 à 21:28
Posté par Profilolive_68 olive_68

Bonjour à vous deux

Merci pour vos réponses j'ai bien compris maintenant pour la 2.

Désolé de ne pas avoir répondu plus tôt.

Pour les expressions que tu proposes, le fait que 3$\varepsilon appartienne à IN me trouble un peu, d'autant plus qu'on a une inégalité stricte, faut-il le prendre parmis les entiers naturels non nul ?
re : Quantificateurs et suite :#msg2937004 Posté le 17-03-10 à 14:19
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Désolée \varepsilon \in {\bb{R}}_+^*
(j'ai fait du coupé-collé sur les {bb{N}} et j'ai oublié!)
re : Quantificateurs et suite :#msg2937713 Posté le 17-03-10 à 18:59
Posté par Profilolive_68 olive_68

Bonjour

D'accord, je comprends mieux alors

Pour la 1ere des deux, ça signifie que il existe (au moins) un terme de 3$(x_n) aussi proche de 3$\omega qu'on le souhaite ?

Pour la seconde, pas encore de proposition, j'y réflechi
re : Quantificateurs et suite :#msg2938552 Posté le 18-03-10 à 14:11
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Oui, et alors que peut-on conclure?
re : Quantificateurs et suite :#msg2938788 Posté le 18-03-10 à 17:16
Posté par Profilolive_68 olive_68

Ah, donc 3$\omega est un terme de notre suite et est atteint au moins une fois ?

Pour la seconde je dirais, que la suite prend toutes les valeurs de 3$\bb{R} au moins une fois
re : Quantificateurs et suite :#msg2938843 Posté le 18-03-10 à 17:47
Posté par ProfilDrysss Drysss

Non olive 68.
Il existe des suites qui vérifient la premiere proposition de Camelia sans jamais atteindre w (par exemple 1-1/(n+1) avec w=1.


Et ta proposition n'est pas non plus suffisante : il existe (un) tel que un atteigne w sans pour autant vérifier ce que dit Camelia.

PS : je parle de la premiere prop de Camelia à 16h55.

La deuxième est moins "importante".

PS2 : ta deuxieme proposition est impossible, une suite de N ne peut prendre toutes les valeurs de R au moins 1 fois. R est trop "gros" (en fait R n'est pas denombrable).
re : Quantificateurs et suite :#msg2939159 Posté le 18-03-10 à 19:18
Posté par Profilolive_68 olive_68

1ere proposition : Bien vu, je continue de réfléchir car la je ne vois pas trop.

Pareil pour la seconde, Je ne vois pas encore ce que ça pourrait être
re : Quantificateurs et suite :#msg2939431 Posté le 18-03-10 à 20:53
Posté par ProfilDrysss Drysss

Bon la premiere elle se suffit à elle même. Je vais quand même te faire une interpretation.

il existe un w tel que pour tout rang N, il existe un xn de rang superieur à N aussi proche que l'on veut de w (sauf égal car epsilon est dans R+*).

Tu pourras vérifier que c'est equivalent à :
il existe phi une fonction strictement croissante de N dans N tel que u(phi(n)) converge vers w.

w est alors appelé une valeur d'adhérence de (un).

Exercice :1) trouver une suite (un) tel que (un) n'ait aucune valeur d'adhérence.
2) Montrer que (un) converge <=> (un) admet une et une seule valeur d'adhérence

Théorème (difficile à montrer) (Bolzano Weierstrass) : toute suite (un) bornée admet au moins une valeur d'adhérence.
re : Quantificateurs et suite :#msg2939443 Posté le 18-03-10 à 20:55
Posté par ProfilDrysss Drysss

Pour l'exercice 2), j'ai bêtement oublié une hypothèse, on suppose (un) bornée.

Exercice 3(difficile): Trouver une suite vérifiant la 2eme proposition de Camelia. (je pense pas que tu peux trouver, ma solution n'est pas "explicite", mais ca existe).
re : Quantificateurs et suite :#msg2939525 Posté le 18-03-10 à 21:18
Posté par Profilolive_68 olive_68

Re

A oui mais j'avais plutôt l'impression que cette inégalité n'était que valable pour un seul n.

Genre pour moi, si on pose w=1, 3$u_n=1-\fr{1}{n+1} pour 3$n\neq 10\bb{Z} et 0 sinon.

Alors elle vérifie la condition puisque il existe toujours un rang n >= N tel que |u(n)-w|<e mais pourtant il n'y a pas convergence vu que 3$(u_{10n}) est une sous-suite constante valant 0.

Non ?

Merci pour les exercices, pour la 1. je donnerais 3$u_n=n
Le 2. ça revient à démontrer l'unicité de la limite (si elle existe) ?

Le Th. je n'ai pas trop la prétention d'y arriver, surtout qu'il à l'air important.

3. Je vais essayer

Merci beaucoup !
re : Quantificateurs et suite :#msg2939541 Posté le 18-03-10 à 21:28
Posté par ProfilDrysss Drysss

va = valeur d'adhérence


Pour l'interpretation.
Si tu veux tu pourras montrer que les seules v.a de ton exemple sont 0 et 1.
Et quand je parle de convergence, je parle d'une SOUS SUITE de (un) : u(phi(n)).
Tu as raison que (un) a une va est completement different de (un) converge

Ex 1 : parfait.

Pour l'exercice 2), pas exactement.
Il faudra admettre et utiliser Bolzano Weierstrass.
Si tu veux une indication, je peux t'en donner une autre.

Ex3, si tu veux vraiment chercher, tu peux par exemple montrer le résultat suivant qui te donnera peut-être des idées :
Si (un) vérifie : a est une va de (un), b une va, b>a.
u(n+1)-u(n) tend vers 0.
Montrer que [a,b] est inclus dans l'ensemble des va de (un)
re : Quantificateurs et suite :#msg2940059 Posté le 19-03-10 à 14:31
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Rebonjour

Pour ma première proposition, ça veut dire qu'il existe \omega et une suite extraite qui tend vers \omega, et... rien de plus! En termes savants l'ensemble \{(u_n)_{n\in N}\} possède au moins une valeur d'adhérence. C'est une traduction, je ne dis en aucun cas que c'est vrai ou faux, et il y a des exemples et contrexemples...

Ma deuxième proposition dit que TOUS les nombres réels sont des limites de suites extraites de la suite initiale, c'est-à-dire \{(u_n)_{n\in N}\} est dense dans R. On connait au moins un exemple: Q ; vu qu'il est dénombrable, il est bien l'ensemble des valeurs d'une suite!
re : Quantificateurs et suite :#msg2940370 Posté le 19-03-10 à 18:54
Posté par Profilolive_68 olive_68

Ah ok ok ^^

Pour la 2. je n'ai pas encore vu en cours ce qu'est la densité, quand un élément est dénombrable etc (même pas encore fait les relations de comparaison avec les suites ..)

Drysss >> Pour les exercices, j'essayerais un peu plus tard, j'ai un DM à faire ^^ mais merci pour les exercices
re : Quantificateurs et suite :#msg2963943 Posté le 03-04-10 à 13:53
Posté par Profilolive_68 olive_68

Salut à vous,

Je voulais me lancer sur cet exercice :

Citation :
Soit 3$(u_n)_{n\in \bb{N} bornée.
Montrer que 3$(u_n) converge si et seulement si 3$(u_n) admet une et une seule valeur d'adhérence.


Mais c'est pas tout à fait clair cette notion, enfin surtout j'arrive pas à faire une démonstration alors la chose à démontrer me paraît faux.

Genre si on prend une suite convergente ( n'importe laquelle ) et que ponctuellement ( enfin un minimum régulièrement quand même ^^ ) on remplace une valeur par une autre telles que les valeurs choisies ne converge pas, un exemple pour illustrer 3$\rm u_{n}=\{(-n)^n si n est premier \\ \fr{1}{n} sinon

Alors la suite aura une seule valeur d'adhérence qui est 0, non ? Mais on ne peut pas dire pour autant que la suite soit convergente.

Merci d'avance
re : Quantificateurs et suite :#msg2963960 Posté le 03-04-10 à 14:00
Posté par Profilcarpediem carpediem

effectivement tu viens de prouver par un contre-exemple que <== est faux

par contre ==> est vrai...
re : Quantificateurs et suite :#msg2963962 Posté le 03-04-10 à 14:03
Posté par Profilcarpediem carpediem

REM: l'exemple que tu donne n'est pas borné....

mais u2n=0 et u2n+1=cos n devrait convenir....
re : Quantificateurs et suite :#msg2963967 Posté le 03-04-10 à 14:05
Posté par Profilcarpediem carpediem

enfin peut-être pas (pb du nombre de valeur d'adhérence...)
re : Quantificateurs et suite :#msg2964000 Posté le 03-04-10 à 14:28
Posté par ProfilDrysss Drysss

Bon, je vais vous aider, pas besoin de chercher de contres exemples vu que c'est vrai...
re : Quantificateurs et suite :#msg2964017 Posté le 03-04-10 à 14:35
Posté par ProfilDrysss Drysss

Donc le sens  ==>, je te laisse faire sans indication
Le <== est un peu dur, donc voilà un indice :

Prenons (un) qui n'a qu'une seule v.a et qui est bornée. On note l cette v.a.
Raisonne par l'absurde
Construit alors une sous suite u(phi(n)) tel que |u(phi(n)) -l |>= epsilon où epsilon est >0
Puis tu utilises BW et tu devrais obtenir une absurdité.

Je ne t'ai pas "tout" donné volontairement, si tu veux une correction, je te la rédige.
re : Quantificateurs et suite :#msg2964110 Posté le 03-04-10 à 15:21
Posté par Profilcarpediem carpediem

oui le "borné" assure en fait la réciproque... et n'est pas plus dur si l'on n'a pas oublié BW...

merci Dryss de ce rappel  
re : Quantificateurs et suite :#msg2964532 Posté le 03-04-10 à 18:07
Posté par Profilolive_68 olive_68

Re

Ah oui en effet j'avais oublié cette condition ..

Bon à force de chercher des contre-exemples je suis convaincu du résultat et surtout j'ai l'impression de comprendre pourquoi ça ne peut pas marcher ( ca sera donc plus simple à démontrer ^^ ).

Merci pour la démarche, je n'ai pas encore trouvé l'absurdité (je ne veux pas d'indice pour le moment, je préfère me creuser la tête et demander si vraiment je sèche) bon j'ai pas encore cherché serieusement.

Je reviens quand je pense avoir quelque chose, merci à vous
re : Quantificateurs et suite :#msg2964554 Posté le 03-04-10 à 18:19
Posté par Profilolive_68 olive_68

Ah oui, j'ai fais le moche c'est tout bête en fait, puisque si cette sous suite étant extraite d'une suite bornée elle est elle-même bornée, on utilise le Th de BW et alors on a une deuxième valeur d'adhérence, d'où l'absurdité ^^

Je le rédigerai plus tard pour m'entrainer.
re : Quantificateurs et suite :#msg2964714 Posté le 03-04-10 à 19:49
Posté par Profilolive_68 olive_68

J'attaque celui-ci
Citation :
Ex3, si tu veux vraiment chercher, tu peux par exemple montrer le résultat suivant qui te donnera peut-être des idées :
Si (un) vérifie : a est une va de (un), b une va, b>a.
u(n+1)-u(n) tend vers 0.
Montrer que [a,b] est inclus dans l'ensemble des va de (un)


Mes 'pistes de réflexions' si on peut appeler ça comme ça :

Prenons une telle suite :

\fbox{. Il existe une application strictement croissante 3$\varphi : \, \mathbb{N} \, \to \, \mathbb{N} telle que 3$\(u_{\varphi(n)}\) converge vers 3$a .

Donc 3$(\forall \varepsilon>0)(\exist N\in \mathbb{N})(\forall n \in \mathbb{N})( \, n\ge N \ \Longright \ |u_{\varphi(n)}-a|\le \varepsilon\, ) .

\fbox{. De même, il existe une application strictement croissante 3$\varphi^{\prime} : \, \mathbb{N} \, \to \, \mathbb{N} telle que 3$\(u_{\varphi^{\prime}(n)}\) converge vers 3$b .

Donc 3$(\forall \varepsilon^{\prime}>0)(\exist N^{\prime} \in \mathbb{N})(\forall n \in \mathbb{N})( \, n\ge N^{\prime} \ \Longright \ |u_{\varphi^{\prime}(n)}-b|\le \varepsilon^{\prime}\, ) .

\fbox{. Si  3$u_{n+1}-u_n \, \, \longright_{n\to +\infty} \, \, 0  alors il existe un rang 3$N_0 \in \bb{N telle que 3$n\ge N_0 \ \Longright \ |u_{n+1}-u_n|\le \varepsilon_0

\fbox{. Je pense pas que ça va servir mais on sait jamais, en utilisant la moyenne de Césaro on sait que 3$\fr{u_{n}-u_1}{n} \, \, \longright_{n\to +\infty} \, \, 0 après ça on sait que (rien d'impressionnant ^^) 3$(\exist N^0\in \mathbb{N})(n\ge N^0 \, \longright \, \ u_n << n) .

Maintenant c'est plus mes pré-sentiment :

J'ai l'impression que notre suite est bornée puisque (d'ailleurs j'ai la vague impression que ça pourrais aider à faire l'exercice) cette suite possède au moins deux suites extraites convergentes de limite distinctes et le troisième point enfonce le clou.

Si c'est le cas,la différence des termes consécutifs tendant vers zéro, la suite commence à prendre (au moins) toutes valeurs de 3$[a,b] et cela plusieurs fois (puisque a et b sont des valeurs d'adhérences).

Et je pense que la manière dont la suite prend les valeurs de 3$[a,b] est plutôt ordonnée .

Je suis sur la bonne voie ?

Voilà, merci d'avoir pris le temps de lire
re : Quantificateurs et suite :#msg2964817 Posté le 03-04-10 à 20:55
Posté par Profilcarpediem carpediem

a est va de (un)  (1)
b est va de (un)  (2)
un1-un0        (3)

soit 0<e et soit c tel que acb

(3) N tel que n>N |un+1-un|<e
(1) n>N tel que |un-a|<e
(2) m>n tel que |um-b|<e

montre alors qu'il existe p tel que n<p<m et up proche de c à moins de e...

Répondre à ce sujet

réservé Seuls les membres peuvent poster sur le forum !

Vous devez être connecté pour poster
attention Un modérateur est susceptible de supprimer toute contribution qui ne serait pas en relation avec le thème de discussion abordé, la ligne éditoriale du site, ou qui serait contraire à la loi.

  • Ce topic

    imprimer Imprimer
    réduire la tailleRéduire   /   agrandir la tailleAgrandir

    Pour plus d'options, connection connectez vous !
  • Fiches de maths

    * analyse en post-bac
    15 fiches de mathématiques sur "analyse" en post-bac disponibles.


maths haut de pagehaut Retrouvez cette page sur ilemaths l'île des mathématiques
© Tom_Pascal & Océane 2012