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Niveau maths spé
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suites et majorants

Posté par
jeanbougon
04-09-09 à 12:29

bonjour à tous les forumeurs. J'ai quelques soucis concernant cet exercice :
on considère les suites vn = inf An et wn = sup An avec An = ensemble des up pour p>n (un est 1 suite quelconque)
En utilisant les 2 encadrements suivants : (sup A - 1/2(n+1) < a <= sup A) et (inf A <= b <infA + 1/2(n+1))avec A partie non vide et bornée de , montrer que l'on peut trouver 2 indices i n et j n tels que 0 wn-vnui - uj +1/(n+1) et en déduire 0 wn - vn [valeur absolue (u1-u0) k^n]/1-k + 1/(n+1). Merci par avance

Posté par
jeanbougon
re : suites et majorants 05-09-09 à 09:15

quelqu'un peut-il m'aider ? merci

Posté par
Atea
re : suites et majorants 05-09-09 à 09:23

Bonjour,

\forall n \in \mathbb{n}, w_n = sup \{u_p|p\geq n \}
donc \exists i \geq n, w_n-\frac{1}{2(n+1)}< u_i \leq w_n (C'est "sup A - 1/2(n+1) < a <= sup A").

De même \exists j \leq n, v_n \leq u_j < v_n +\frac{1}{2(n+1)}.
Cela

Posté par
Atea
re : suites et majorants 05-09-09 à 09:26

Et zut, un tab involontaire :
Cela (plus le fait que v_n \leq w_n) donne la première inégalité.

Pour la suite je ne vois pas bien à quoi peut correspondre k.

Posté par
jeanbougon
re : suites et majorants 05-09-09 à 10:14

merci pour la 1ere partie. POur la seconde, ça ressemble à 1 formule sur les sommes de suites. J'ai oublié de préciser que l'on s'intéressait aux suites u_n+1=f(un) avec valeur absolue (f(x) - f(y)) k * valeurabsolue (x-y). J'ai aussi démontré un peu avant dans l'exo (désolé de l'oubli) que valeurabs (un+1-un) k^n valeur absolue (u1-u0)

Posté par
jeanbougon
re : suites et majorants 05-09-09 à 11:59

je vois pas le rapport entre le résultat que j'ai déjà montré et cet encadrement à démontrer

Posté par
Atea
re : suites et majorants 05-09-09 à 12:38

Bonjour,

Une piste possible (si k<1):
Ecrire u_i = u_n+\sum_{l=n}{i-1}(u_{l+1) - u_l)}. Pareil pour u_j.
En considérant les cas i<j et i>j pour trouver les bornes de l'indice de la somme, écrire u_i-u_j comme une somme partielle de u_{l+1) - u_l.
En utilisant ensuite l'inégalité triangulaire puis le fait que la somme partielle d'une suite est inférieure à la somme de la série, je pense qu'on tombe sur le résultat souhaité.

Posté par
Atea
re : suites et majorants 05-09-09 à 12:41

Désolée, je suis allée trop vite !
u_i = u_n+\bigsum_{l=n}^{i-1}(u_{l+1}-u_l)

Posté par
jeanbougon
re : suites et majorants 05-09-09 à 13:53

pourquoi distingues-tu les cas i<j et j<i ?

Posté par
Atea
re : suites et majorants 05-09-09 à 14:40

Si je me souviens bien, on a :
u_i-u_j = u_n + \bigsum_{l=n}^{i-1}(u_{l+1}-u_{l}) - (u_n + \bigsum_{l=n}^{j-1}(u_{l+1}-u_{l})).
Les u_n s'annulent ; ensuite on peut regrouper les deux sommes et c'est là qu'on a deux cas :
Si i<j tous les termes de la première somme sont dans la seconde et on a u_i-u_j =-\bigsum_{l=i-1}^{j-1}(u_{l+1}-u_{l})
Si i> j tous les termes de la seconde somme sont dans la première et on a u_i-u_j =\bigsum_{l=j-1}^{i-1}(u_{l+1}-u_{l})

Posté par
jeanbougon
re : suites et majorants 05-09-09 à 14:44

là d'accord, je comprends mieux. Mais comment peux-tu parvenir à l'écriture d'1 seule somme partielle  sachant que là tu as 2 écritures de ui - uj ?

Posté par
jeanbougon
re : suites et majorants 05-09-09 à 15:40

tu passes aux valeurs absolues ensuite non ?

Posté par
Atea
re : suites et majorants 05-09-09 à 16:52

En fait je ne parviens pas à une seule somme partielle, mais j'ai une somme partielle dans chacun des deux cas.

Ensuite on passe effectivement aux valeurs absolues après avoir remplacer u_i - u_j par la somme partielle correspondante (il y a toujours deux cas) dans 0 \leq w_n-v_n \leq u_i - u_j +\frac{1}{n+1}

Posté par
jeanbougon
re : suites et majorants 05-09-09 à 17:21

tu as bien 0wn-vnu_l+1-ul valeur abs (ul+1 - ul). mais comment trouver le résultat sachant que la somme partielle ce n'est pas vraiment cela (1-q^n/(1-q)

Posté par
Atea
re : suites et majorants 05-09-09 à 17:45

Il manque +\frac{1}{n+1}.

Ensuite |u_{l+1}-u_l| peut être majoré par k^l |u_0-u_1|. Ensuite on factorise par |u_0-u_1|.
Donc la seule chose qu'il nous reste à traiter c'est une somme S=\bigsum_{l=i-1}^{j-1}k^l (cas i<j).
En fait je suppose déjà que i>n (sinon mes sommes n'ont plus de sens). Il mieux traiter les cas (i=n,j>i), (j=n,i>j) et (i=j=n) à part.
Donc i-1\geq n.
Donc \bigsum_{l=n}^{j-1}k^l \geq \bigsum_{l=i-1}^{j-1}k^l (puisqu'on a plus de termes (on a rajoutés ceux de n à i-2) et que ceux-ci sont positifs).
Or \bigsum_{l=n}^{j-1}k^l = \bigsum_{m=0}^{j-1-n}k^{n+m}= (k^n)\bigsum_{m=0}^{j-1-n}k^{m} (changement d'indice).
Donc S \leq (k^n)\bigsum_{m=0}^{j-1-n}k^{m} (on a récupéré le k^n qu'on voulait).
Il nous faut donc majorer \bigsum_{m=0}^{j-1-n}k^{m}. On a :
\bigsum_{m=0}^{\infty }k^{m} = \bigsum_{m=0}^{j-1-n}k^{m} + \bigsum_{m=j-1-n}^{\infty}k^{m}. Le deuxième membre de la somme est positif ; \bigsum_{m=0}^{j-1-n}k^{m} \leq \bigsum_{m=0}^{\infty }k^{m}, qu'on sait calculer.

Je sais que ce n'est pas très lisible mais j'espère que tu vois l'idée

Posté par
Atea
re : suites et majorants 05-09-09 à 17:53

Petite correction de mon message de 12h38 :

Citation :
la somme partielle d'une série dont les termes sont positifs est inférieure à la somme de la série

Je ne voudrais pas t'induire en erreur

Posté par
jeanbougon
re : suites et majorants 05-09-09 à 18:12

ta dernioère somme, celle des k^m vaut 1/(1-k) je suis d'eaccord. La partie droite de l'encadrement que j'ai à montrer vaut S* (valeur abs u1-u0) +1/(n+1). Ainsi, avec tes majorations, j'ai la bonne réponse. Si j'ai dit une connerie dis le moi mais je crois avoir bien compris merci beaucoup

Posté par
Atea
re : suites et majorants 05-09-09 à 18:14

Super ! Et de rien
Bonne chance pour la suite.



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