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Niveau Licence Maths 1e ann
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continuité et point fixe

Posté par
Sabriin
19-03-11 à 12:53

Bonjour
j'ai des difficultés à prouver l'implication suivante:
soit f: [0,1] [0,1] une fonction continue. Prouver que f admet un point fixe dans [0,1].
Bon, ca revient à prouver qu'il existe [0,1] tel que f()= mais je n'arrive pas à le démontrer.

Posté par
Arkhnor
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 12:58

Bonjour.

Applique le théorème des valeurs intermédiaires à la fonction g(x) = f(x) -x.

Posté par
Sabriin
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 13:13

Merci!
en appliquant le TVI sur la fonction g(x)= f(x)-x on a g(0)= f(0) 0 puisque f est à valeurs dans [0,1] et on a aussi g(1)= f(1)-1 0
on en déduit que puisque f(0) f(1) 0 que l'équation g(x)= 0 admet une unique solution, donc f admet un unique point fixe dans [0,1].

Posté par
Arkhnor
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 13:45

Tout est correct, sauf l'unicité : il n'y a pas unicité, je ne vois pas ce qui te permet de dire dans ton raisonnement qu'il y a unicité.

Posté par
Sabriin
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 14:08

Oui, tu as raison il n'ya pas unicité. Le TVI donne juste l'existence. Donc, on conclut qu'il existe un point fixe (et on oublie unique).

Posté par
Sabriin
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 14:28

si on prouve que l'équation x^{2011}- x^{2010}= 2 admet une solution sur l'intervalle ouvertI= ]1,2[
j'hésite à utiliser le théorème des valeurs intérmédiaires en prouvant que f(x)= x^{2011}- x^{2010}- 2= 0 et prouver que f(1). f(2) 0 parcequ'il est donné dans le cas d'un intervalle fermé.

Posté par
Arkhnor
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 14:30

Le TVI te donne l'existence d'une solution dans [1,2]. Cette solution peut-elle être 1 ou 2 ?

Posté par
Sabriin
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 19:11

non. Alors on utilise le TVI sur le fermé [1,2] et puisque la solution ne peut pas etre en 1 ou 2 on déduit que la solution est dans l'ouvert ]1,2[.

Posté par
Crosius
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 19:29

Bonjour Sabriin,

Pour montrer l'existence du point fixe tu peux utiliser le fait que la fonction f est contractante, de plus ton intervalle est stable par f...

Posté par
Sabriin
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 19:36

Slut Crosius,
ici f est juste continue pas contractante et c'est vrai que [0,1] est stable par f
mais je connais pas ce résultat et une fonction continue implique qu'elle est contractante?! Comment prouver ce résultat stp?

Posté par
Crosius
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 19:45

Oui excuse moi c'est vrai quelle n'est pas contractante je me suis un peu emporté =D,

Le théorème du point fixe dit que: Toute fonction f à valeurs réelles, définie, contractante sur I intervalle fermé de R, stable par f, admet un et un seul point fixe a sur I, (a appartient à I).

Pour le montrer du part du fait que f est contractante, tu supposes qu'il y a 2 points fixes notés a et b:
|a-b| \leq k |a-b|, on en déduit que a=b.

Posté par
Arkhnor
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 19:48

Citation :
une fonction continue implique qu'elle est contractante?!

Certainement pas !

De plus, ici, il n'y a aucune raison pour que f soit contractante ! Je ne sais pas ce que Crosius bien pu vouloir dire ...

Posté par
Arkhnor
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 19:50

Ok, j'arrive un peu tard. Enfin, le théorème du point fixe ne nous est d'aucun secours ici, bien qu'il faille connaître ce théorème !

Posté par
Sabriin
re : continuité et point fixe 19-03-11 à 20:08

Merci Arkhor!

Posté par
Sabriin
re : continuité et point fixe 03-04-11 à 00:52

Salut
On a une application f: [0,1] \rightarrow [0,1] continue.
On a prouvé que f admet une unique point fixe dans [0,1] en utilisant le théorème des valeurs intermédiaires, mais je pense que ce n'est pas correcte.
Le théorème des valeurs intermédiaires dit que si on a une fonction f définie sur [a,b], alors pour tout réel k entre f(a) et f(b) il existe un unique $c \in [a,b]$ tel que f(x)= c
mais au lieu de ca, j'ai posé $g(x)= f(x)-x$ et j'ai prouvé que $g(0). g(1) < 0.$
Mais c'est faux! ce n'est pas ca le théorème des valeurs intermédiaires. C'est quoi la solution alors?

Posté par
verdurin
re : continuité et point fixe 03-04-11 à 01:36

Bonsoir,
le théorème des valeurs intermédiaires dit qu'il existe au moins une solution.



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