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Montrer que f(Un)=Un^n

Posté par
zakizak
07-08-09 à 16:45

Bonjour a tous,
je vous présente l'énoncé suivant :
Soif f:[0,1]->[0,1] continue.
1. Montrer que nétoile Un [0,1] : f(Un)=Un^n

indication : on utilisera la fonction gn: x = f(x)-x^n

2.On fait l'hypothese supplémentaire que f est strictement décroissante. Montrer que nétoile  Un est unique et que lim Un quand n tend vers + = 1


Bon alors pour la premiere question, je ne sais pas si il faut faire une récurrence voir meme une double récurrence ( je suis embrouillé avec les X les Un et les n). Je comprends que si Un est compris entre [0,1] alors quelque soit son exposant n Un^n sera toujours comprit entre [0,1] comme f(Un) donc de ce fait gn(x) = 0 .. Enfin je pense que ce soit le raisonnement mais je ne sais pas par quoi commencer ...

Pas trop mal a la tete ? ^^
Merci d'avance pour votre aide

Posté par
thiblepri
Re 07-08-09 à 16:53

Re bonjour,
Bon la première question c'est comme la question de l'autre exercice à peu de choses près.

Regarde la 2 après..

Posté par
zakizak
re : Montrer que f(Un)=Un^n 07-08-09 à 17:07

re ^^
Oui mais la il faut montrer que f(Un)=Un^n pour tout n a part 0 alors quand dans l'autre exo il fallait montré seulement un point fixe. Faut-il utiliser une récurrence ? Ou alors repasser par g(0) et g(1) ?

Posté par
thiblepri
Re 08-08-09 à 01:58

Non, il faut montrer que pour tout n il existe un, c'est donc juste un point fixe... Mais pour chaque n.

Posté par
sami-dh
re : Montrer que f(Un)=Un^n 08-08-09 à 07:34

Salut

1)On veut montrer que l'équation f(x)=x^n admet une solution dans [0,1] noté u_n

Alors on pose h(x)=f(x)-x^n on a h(0)=f(0)\geq 0 puisque selon l'énoncé f est définie vers [0,1] et on a f(1)=f(1)-1\leq 0 puisque \forall x\in [0,1]\ f(x)\leq 1

Donc comme h est une fonction continue alors selon TVI \exists u_n\in [0,1] h(u_n)=0 donc f(u_n)=u_n^n

Posté par
sami-dh
re : Montrer que f(Un)=Un^n 08-08-09 à 07:43

pour 2)

Pour montrer l'unicité,on peut commencer par montrer l'implication suivante:

f une fonction continue est strictement monotone ---> f est une bijection (et plus particulièrement une injection)

on suppose que l'équation admet deux solutions distinctes,je les note u_n et v_n

donc f(u_n)=f(v_n)=u_n^n on doit montrer que u_n=v_n

donc en gros on veut montrer l'implication f(u_n)=f(v_n) ---> u_n=v_n

on peut montrer la contraposée, càd u_n\neq v_n ---> f(u_n)\neq f(v_n)

alors on suppose que u_n\neq v_n donc u_n<v_n\ \ ou\ \ v_n<u_n alors comme f est strictement décroissante  f(u_n)>f(v_n)\ \ ou\ \ f(u_n)<f(v_n) dans les deux cas f(u_n)\neq f(v_n) CQFD

Donc la solution est unique

Posté par
sami-dh
re : Montrer que f(Un)=Un^n 08-08-09 à 07:51

Pour démontrer la limite

On doit commencer par démontrer que u_n admet une limite finie.

donc comme elle est bornée,commence par démontrer qu'elle est monotone.

bonne chance

Posté par
thiblepri
Re 08-08-09 à 11:53

Salut sami-dh,
Je suis d'accord avec toi pour la 1) (mais pas sur le fait de donner la réponse directement).
Pour la 2), il y a beaucoup plus simple pour l'unicité.

Posté par
sami-dh
re : Montrer que f(Un)=Un^n 08-08-09 à 20:59

Salut

Pour l'unicité on pouvait directement dire que comme f est strictement monotone et continue alors l'équation admet une unique solution.



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