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Niveau Maths sup
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Bornes supérieure et inférieure

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
12-10-07 à 15:36

Bonjour tout le monde,

j'ai un problème qui me bloque toujours.. j'arrive jamais à déterminer une borne sup et inf à un ensemble donné.. donc je veux avoir une méthode une fois pour toute

Pour cela, je vais poster des exemples qu'on va traiter un par un et qui consistent à déterminer le sup et l'inf s'ils existent

EXEMPLE 1

3$\rm A=\{\frac{1}{n}+(-1)^n tel que n\in\mathbb{N}\}

Merci d'avance

Posté par
tize
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 15:38

Bonjour,
borne sup : 1 et borne inf -1

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 15:39

oui c'est ce que je me suis dit..

mais comment on fait pour le prouver

Posté par
tize
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 15:55

Tout d'abord pardon j'ai voulu allez trop vite et j'ai confondu borne sup/inf avec limite sup/inf ce qui n'a rien à voir.

Pour la borne inf :
tu peux remarquer que pour tout n\in\mathbb{N^*}, \frac{1}{n}+(-1)^n\geq -1 or la limite de ceci pour n impairest -1 on peut se rapprocher du minorant -1 autant qu'on le veut c'est donc le plus grand et donc la borne inf.

Pour la borne sup, c'est 3/2, (1 c'est la limite sup) il suffit de remarquer que 3/2 est dans A (c'est pour n=2) et aussi que tout élément de A est inférieur à 3/2.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 16:00

oui mais comment a-t-on prévu que 3/2 va être une borne sup?

Posté par
tize
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 16:10

Et bien j'ai regarder les premier termes de la suite \frac{1}{n}+(-1)^n pour n\geq 1

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 16:17

pour n=1 => 0
n=2 => 1/2+1=3/2
n=3 => -2/3
n=4 => 1/4+1 ...

oui ça c'est clair

je passe à un deuxième exemple:

EXEMPLE 2

3$\rm B=\{n^2+\frac{1+(-1)^n}{n} tel que n\in\mathbb{N}\}

Merci pour tes explications Tize

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 16:18

N* bien sur

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 16:41

si quelqu'un peut m'aider

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 16:57

Salut monrow!

Si on se restreint aux n pairs, n=2k, on aboutit au fait que l'ensemble A des u_k=4k^2+\frac 1k est inclus dans B.

Ainsi, sup A\le sup B (on accepte l'infini comme valeurs dans cette inégalité).


Or lim_{k\to\infty}u_k=\infty d'où sup B=sup A=\infty.

Pour la borne inf il faut regarder les premiers termes d'indice impair, émettre une conjecture puis la démontrer,il y aura même un min

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:06

Salu mon tigre

oui pour l'inf je suppose que c'est 1

popur le sup, il n'existe pas c'est ça?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:11

Ok mon Row

Oui l'inf est bien 1(c'est même un min), reste à le justifier!

Après ça dépend des définitions de votre prof, un sup a-t-il le droit d'être infini dans sa définition?
Dans le cas contraire, iln'existe pas mais ma démo doit être rédigée un peu différemment.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:16



notre prof l'applique juste pour des parties non vides majorées.. donc il n'existe pas.. peut-être utiliser la caractérisation de la borne sup pour montrer qu'il n'existe pas?

pour l'inf, on calcule u_n-1, dans les deux cas (n pair ou impair) c 'est négatif.. puis pour n=1, 1 € B donc c'est un max et donc un sup

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:16

c'est positif..

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:20

Ok pour l'inf (si c'est bien rédigé!)

Pour le Sup avec cette définition, reprends ce que je t'ai indiqué en disant simplement que comme B contient les termes d'une suite tendant vers l'infini, B est non majoré, donc sa borne sup n'existe pas.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:24

ah oui donc il suffit de dire qu'elle contient un ensemble lui même non majoré donc A n'est pas majoré et n'admet pas de sup (avec une bonne rédaction )

EXEMPLE 3

3$\rm C=\{E(x)+E\(\frac{1}{x}\) tel que x>0\}

alors là on peut pas calculer les premiers termes

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:27

Oui!

Ne pleure pas pour la suite!

Il te reste toujours les encadrements!
Qui dit partie entière dit encadrements non?

Qu'obtiens-tu?

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:33

ah.. nullard que je suis

x-1<E(x)<= x et 1/x-1< E(1/x) <= 1/x

ce qui donnera: 0 < x+1/x-2 < E(x)+E(1/x) <= 1/x+x

comment je fais maintenant?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:34

Ta dernière minoration (0

Une fois que ce sera fait,tu auras déjà l'inf, et même le min!

Pour le sup,qu'en penses-tu?

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:40

parce x+1/x>2

je vois pas comment

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:41

Euh c'est connu que x+\frac 1x\ge 2 ?

Comment le prouves-tu?

Et pour le sup, de l'intuition jeune homme, de l'intuition!

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:44

ben pas difficile à montrer (x-1)²>=0 ...

il n'a pas de sup non?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:46

Ok, c'est tout ce que je voulais entendre!

Exact,pas de sup, mais pourquoi?!

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:51

limite de E(x) à l'infini est +oo.. C'est tout ce que j'ai utilisé

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:55

Ce n'est pas suffisant, il faut montrer que ton ensemble n'est pas majoré...Et pour ça il suffit de minorer ses éléments par des éléments d'un ensemble non minoré...Or on sait minorer les éléments de B, c'est ce que tu as commencé par faire!

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 17:57

ah je dois montrer que x+1/x-2 n'est pas majoré?

je nage

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:01

Voilà c'est exactement ça!

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:03

sa limite à l'infini?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:05

Voui! Ose!

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:09

^^ sa limite est infinie donc elle est majorée! c'est tout?

PS: je t'ai envoyé un mail

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:11

Citation :
sa limite est infinie donc elle est majorée


>C'est pas un peu contradictoire, ça?

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:13

je voulais dire elle n'est pas majorée ^^

j'ai faim.. c'est pour ça

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:18

Ok,parfait dans ce cas!

Conclusion: pour tout x>0, E(x)+E(1/x) >= x+1/x-2 -> +infini en l'infini donc E(x)+E(1/x) -> +infini en l'infini donc B est non majoré donc pas de sup (en bien rédigé ) !OK?



Je t'ai répondu (mail)

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:20

tu me laisse la rédaction

et l'inf c'est 0?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:35

Oui l'inf c'est 0 puisque B est minoré par 0 et qu'il atteint ce minorant.Donc là encore, le min existe!


Citation :
tu me laisse la rédaction


> Tu rigoles, c'est du tout rédigé ça!

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:40

ok tigre ...

PS: je suis connecté mais toi non :s

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Bornes supérieure et inférieure 12-10-07 à 18:43

Ok,j'arrive!



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