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Niveau école ingénieur
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suites et séries de fonctions

Posté par
tac_15
03-10-09 à 18:56

Bonjour je n'arrive pas à résoudre l'exercice suivant et j'espère que vous pourrez m'aider ou me donner une piste.
Soit (fn), n appartenant à N privé de 0 la suite de fonctions définies sur A =[0,pi/2] par fn(x) = n*(cos(x))^n*sin(x)

1. Etudier la convergence simple de la suite (fn).

Je pense que (fn) converge simplement vers f(x)=0 pour tout x de A. Qu'en pensez vous ?

2. Quelles sont les limites quand n tend vers + l'infini des coordonnées du point maximum de la courbe représentative de fn (Cn).

Avec l'outil informatique je trouve (0,+ l'infini) mais je n'arrive pas à le démontrer à la main.
Je cherche le point pour lequel la dérivée s'annule.

Merci d'avance de pouvoir m'aider

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 19:41

Bonsoir,

Pour la convergence simple je suis d'accord.
Je regarde pour le point maximum

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 19:46

Il me semble que la dérivée s'annule en Pi/2 et Pi/4 (sauf erreur).
Mais de toute façon, f tend vers la fonction nulle dont le maximum est zéro

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 19:50

Ooops j'ai dit n'importe quoi, la dérivée s'annule pour x=Arctan\frac{1}{\sqrt{n}}

Posté par
tac_15
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 20:15

oui je suis d'accord

Posté par
tac_15
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 21:57

on doit ensuite étudier la convergence uniforme de la suite (fn)

Posté par
tac_15
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:01

comme on a vu que le max de fn tendait vers + l'infini on sup de valeur absolue de fn -f qui est égal à l'infini.
Donc fn ne converge pas uniformément !
êtes vous d'accord ?

Posté par
tac_15
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:03

enfin
on doit comparer
la limite de l'intégrale et l'intégrale de la limite.
La question est qu'observez vous ?
Qu'elles sont différentes surement puisque notre suite ne converge pas uniformément.
?

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:12

A priori il n'y a pas convergence uniforme car si on cherche un équivalent du sup de fn (trouvé à la question précédente), on trouve sup(fn) est équivalent à \sqrt{ne} qui diverge.

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:13

L'idéal serait de calculer les deux séparément pour s'assurer qu'elles sont bien différentes. Mais ce n'est pas sûr car la convergence uniforme n'est qu'une condition suffisante pour pouvoir permuter non ?

Posté par
tac_15
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:16

mon problème est le suivant :
je n'arrive pas à calculer l'intégrale de fn(x).

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:21

Par IPP successives on devrait s'en sortir. En notant I(n) l'intégrale de fn, par une première IPP on trouve I(n)=-n²I(n-2) il me semble (à vérifier) donc on arrive facilement au bout.

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:24

Au temps pour moi j'ai dit n'importe quoi.
Par contre I(n)=n-n²In d'où In=n/(1+n²) sauf erreur, je vais revérifier

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:33

Apparemment c'est bon. Un problème ?

Posté par
tac_15
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:38

oui
je ne retombe pas sur la même chose.
Pour l'intégration par partie vous posez u=(cosx)^n et v'= sinx ? ou l'inverse ?

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:38

Bon je détaille mon calcul parce que je fais trop d'erreurs là ...

In =[-ncos(x)^{n+1}]_0^{pi/2}-nIn d'où In=\frac{n}{n+1} réponse définitive

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:39

En posant v'=sin(x)

Posté par
tac_15
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:48

merci beaucoup pour votre aide.

Posté par
PloufPlouf06
re : suites et séries de fonctions 03-10-09 à 22:48

Y a pas de problème



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