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Niveau Licence Maths 1e ann
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convergence uniforme d'une suite de fonctions

Posté par
themis
24-08-09 à 18:45

Bonjour, j'ai beaucoup de mal avec la convergence uniforme et dans l'exercice suivant je n'arrive pas à trouver le bon résultat pour les questions 3 et 4 :

" On pose pour tout entier n et tout réel positif x,

fn(x) = x2 + nxe-nx

1) Rappeler la limite classique suivante : limu+ue-u

2) Montrer que la suite de fonctions (fn) converge simplement sur +, on explicitera la fonction limite

3) Montrer que la suite de fonctions (fn) ne converge pas uniformément sur +

4) Montrer que la suite de fonctions (fn) converge uniformément sur [1;+[ "

Merci pour votre aide

Posté par
romu
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 24-08-09 à 18:56

Bonsoir,

pour la 3), qu'as tu trouvé comme fonction limite comme il est demandé dans la question 2 ?

Pour la 4), fais un tableau de variation sur chaque f_n, ça doit pouvoir t'aider.

Posté par
themis
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 24-08-09 à 19:02

Pour la question 2 j'ai trouvé f(x) = x2.

Posté par
raymond Correcteur
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 24-08-09 à 19:15

Bonsoir.

La convergence simple vers la fonction f définie par f(x) = x², est acquise.

Etudions la différence :

2$\textrm d_n(x) = f_n(x) - f(x) = nxe^{(-nx)}

Etudie la fonction dn.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 25-08-09 à 19:09

Bonjour themis ;

\fbox{3} Si la convergence de la suite (f_n) vers x\to x^2 sur \mathbb{R}^+ était uniforme on devrait avoir :

4$\blue\fbox{\lim_{n\to+\infty}\;\underb{\fbox{\sup_{x\ge0}\;|f_n(x)-x^2|}}_{\Delta_n}\;=\;0}

ce qui n'est pas le cas vu que 4$\red\fbox{\Delta_n\;\ge\;|f_n(\frac{1}{n})-\frac{1}{n^2}|\;=\;\frac{1}{e}} sauf erreur bien entendu


salut raymond et romu

Posté par
raymond Correcteur
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 25-08-09 à 20:50

Bonjour elhor.

Effectivement, le maximum de ma fonction dn est atteint pour x = 1/n et dn(1/n) = 1/e

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 25-08-09 à 20:55

Salut

On pouvait dire aussi que 3$\lim_{x\to 1}f_n(x)=1+\frac{n}{e} (et 3$1\in\mathbb{R}^+)

Et si 3$(f_n) convergeait uniformément, alors par le théorème de la double limité, la suite 3$(1+\frac{n}{e})_{n\in\mathbb{N}} serait convergente, ce qui est absurde.

La convergence n'est donc pas uniforme.

Posté par
otto
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 25-08-09 à 21:31

Sans trop se casser la tête, il me semble que fn(n) tend vers l'infini, non ?

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 27-08-09 à 16:53

monrow >> Je ne comprends pas pourquoi 4$\;\lim_{x\to1}f_n(x)=1+\frac{n}{e}\;?!

et d'ailleurs , si je ne me trompe , la convergence est uniforme sur tout intervalle de la forme 3$\;[a,+\infty[\;,\;a>0

vu que 4$\;\forall n\ge\frac{1}{a}\;,\;\sup_{x\ge a}\;|f_n(x)-x^2|\;=\;nae^{-na}


otto >> Je ne comprends pas ce que tu as voulu dire sauf erreur de ma part bien entendu

Posté par
otto
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 27-08-09 à 17:03

Elhor, je pense que je viens de faire une erreur, au temps pour moi

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : convergence uniforme d'une suite de fonctions 27-08-09 à 17:23

Bonjour otto pas grave ...



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