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Niveau Licence Maths 1e ann
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convergence dominé et l'integrale

Posté par
selcan
02-12-09 à 18:48

bonjour
j'ai un exercice sur la convergence dominé et les integrale:je suis entraine de faire mais je suis bolqué au bout du mon calcule.si quelqu'un peut me corriger je serais très contente

enoncé me dit que la fonction f est sa derivé bornées
il s'agit donc de trouver un eequivalent de la fonction suivante
on supposa f'(0) non nul

exp(-nt²)f(x) dt de 0 à l'infini

moi j'ai fait un changement de variable en posant t=x/n

j'ai trouvé:
exp(x²)f(x/n)*1/n

puis j'ai utilisé l'integration par partie en posant u=exp(-x²) et v'=f(x/n)*1/n

mais le resultat que j'ai trouvé ne me plait pas beaucoup


je veux savoir déjà si ma demarche est bonne ou pas
merci davance

Posté par
comaths
re : convergence dominé et l'integrale 02-12-09 à 19:24

Pourquoi n'appliques tu pas directement le théorème de convergence dominée à \int_0^{+\infty} e^{-x^2}f\left(\frac{x}{\sqrt{n}}\right) dx : tu devrais obtenir ton équivalent sauf si f(0)=0 .

Posté par
kybjm
re : convergence dominé et l'integrale 02-12-09 à 19:54

D'abord pour avoir de l'aide il vaudrait mieux être + clair :

Tes données et hypothèses sont -elles :

  f : + est-elle dérivable partout ou en 0 uniquement  ?

  Qui est borné ?
    f ? , f ' ,  f et f ' ?

Posté par
selcan
re : convergence dominé et l'integrale 03-12-09 à 12:16

bonjour


voici l'enoncé complet

Exercice 1) Soit f une fonction de classe C1 bornée, et à dérivée bornée sur R+. On suppose
f'(0) 0.
a) Justifier l'existence de an =exp(-nt²)f(t)dt pour n 1.
b) On rappelle que :
0 e^(-t²) = pi/2
Trouver un équivalent de an. (On fera attention au cas f(0) = 0).


avec la convergence dominé on étudie d'abord la limite simple
je trouve 0.
puis on fait le changement de variable et  e^(-x²)f(x/n)e^(-x²)f(0) qd n

donc ce qui est equivalent à pi/2*f(0)

et si f(0)=0 on utilise la formule de taylor,c'est ca?

Posté par
comaths
re : convergence dominé et l'integrale 03-12-09 à 19:26

Si f(0)=0 , tu écris le \sqrt{n}= \frac{\sqrt{n}}{n}dans l'intégrale et la tu as , avec la formule de Taylor young à l'ordre 1 (Si f est C1) :
\sqrt{n}f\left(\frac{x}{\sqrt{n}\right) \sim xf'(0) ce qui doit te permettre de trouver ton équivalent ( en 1/n) .

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : convergence dominé et l'integrale 04-12-09 à 00:06

Bonjour ;

Il me semble qu'au moins dans le cas \fbox{f(0)\neq0} on peut montrer que \fbox{a_n=\int_0^{+\infty}e^{-nt^2}f(t)dt\;\displaystyle\sim_{n\to+\infty}\;\frac{f(0)\sqrt{\pi}}{2\sqrt n}} sans l'hypothèse supplémentaire f\;C^1 sur \mathbb{R}+

je veux dire avec seulement comme hypothèse f\;:\;\mathbb{R}+\to\mathbb{R}\; bornée dérivable et à dérivée bornée

en effet pour tout n\ge1 on a \;\fbox{a_n-\frac{f(0)\sqrt{\pi}}{2\sqrt n}=\int_0^{+\infty}e^{-nt^2}(f(t)-f(0))dt=\int_0^{+\infty}te^{-nt^2}\;\frac{f(t)-f(0)}{t}dt}

l'égalité des accroissements finis assurant que toute valeur prise par le taux \frac{f(t)-f(0)}{t} est une valeur prise par la dérivée f^' de f on a \fbox{\displaystyle\sup_{t\ge0}\;|\frac{f(t)-f(0)}{t}|\;\le\;\displaystyle\sup_{t\ge0}\;|f^'(t)|=M}

d'où \;\fbox{|a_n-\frac{f(0)\sqrt{\pi}}{2\sqrt n}|\;\le\;M\int_0^{+\infty}te^{-nt^2}dt\;=\;\frac{M}{2n}} et comme \fbox{\frac{M}{2n}=o(\frac{f(0)\sqrt{\pi}}{2\sqrt n})} on a le résultat souhaité sauf erreur bien entendu



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