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Niveau Licence Maths 1e ann
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continuité uniforme

Posté par
lou-7
07-11-14 à 12:17

Bonjour,

comment puis je montrer que x*sin(1/x) avec f(0)=0 est uniformément continue dans R?

merci d'avance

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 07-11-14 à 12:48

La fonction est elle continue ?
Est-elle uniformément continue, par exemple sur [-10,10] ?
Peut-on majorer sa dérivée en dehors de [-1,1] ?

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 07-11-14 à 21:22

oui elle est continue et elle est uniformément continue sur un compact donc sur [-10,10], du moins je pense

majorer sa dérivée? vous voulez dire trouver le sup?

Posté par
Jygz
re : continuité uniforme 07-11-14 à 22:27

Il a dit majorer, pourquoi tu veux te compliquer la tache ??

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 07-11-14 à 22:28

oui on peut surement la majorer, mais je ne sais pas vraiment comment faire ça...

Posté par
arima
re : continuité uniforme 07-11-14 à 22:31

Bonjour,
que vaut f'(x) pour tout x de R-[-10,10]?

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 07-11-14 à 23:24

Je précise : majorer en valeur absolue la dérivée (et tant qu'à faire, en dehors de [-1,1]). On peut y aller à la grosse louche, l'important est de majorer par une constante aussi grande soit-elle.

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 07-11-14 à 23:39

f'(x) = sin(1/x)+(-1/x²)cos(1/x) , sin(1/x)<= 1/x mais je ne vois pas comment faire après..

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 07-11-14 à 23:45

Tu as fait une erreur dans la dérivation.
Vraiment, tu ne sais pas majorer en valeur absolue les fonctions sinus et cosinus par une constante ?

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 07-11-14 à 23:54

ah oui,f'(x) = sin(1/x)+x*(-1/x²)cos(1/x)

je dois dire que j'ai très peu majorer des fonctions..

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 08-11-14 à 00:05

Quand même ! Au point d'être incapable de trouver c tel que |\sin x| \leq c pour tout x\in\R, faut pas pousser !

Posté par
neo
re : continuité uniforme 08-11-14 à 00:18

pense à utiliser le theoreme de Heine et le fait que f peut être lipschitzienne (pas necessairement dans R)

Posté par
Jygz
re : continuité uniforme 08-11-14 à 01:43

@neo Oui c'est exactement ce que Robot essaie de lui faire faire, il faudrait lire les autres commentaires avant de poster.

Posté par
neo
re : continuité uniforme 08-11-14 à 09:31

Oui je les ai lu avant de poster

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 08-11-14 à 11:37

Bonjour,
j'ai écrit plus haut que sin (1/x) <= 1/x

ah je dois donc montrer qu'elle est uniformément continue sur un compact et lipschitzienne sur le reste?
mais vu que  c'est dans R, je ne vois pas comment procéder, pour ce genre de méthode on a habituellement des fonctions qui ne recouvre pas R complet mais juste [1 , +inf[ par ex

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 08-11-14 à 11:54

Citation :
j'ai écrit plus haut que sin (1/x) <= 1/x

Cette inégalité n'est pas vraie pour tout x\in \R, et 1/x n'est pas une constante.

Pense au graphe de la fonction sinus. Vrai de vrai, tu ne peux pas trouver une constante c telle que |\sin x| \leq c pour tout x\in \R ?
Ca crève pourtant les yeux !

Citation :
ah je dois donc montrer qu'elle est uniformément continue sur un compact et lipschitzienne sur le reste?

Quand je te demandais de montrer que la fonction est uniformément continue sur [-10,10] et que sa dérivée est bornée en dehors de [-1,1], que crois tu que je te faisais faire ?

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 08-11-14 à 12:04

sinx <= 1 ?

oui, mais si je montre qu'elle est uniformément continue sur [-10,10]et que sa dérivée est bornée en dehors de [-1,1] , c'est suffisant pour conclure que sin(1/x) est uniformément continue?

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 08-11-14 à 14:09

1°) Ah, tout de même ! Avec la valeur absolue, c'est mieux pour la majoration.

2°) Ca suffit, modulo un petit raisonnement à faire.

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 08-11-14 à 16:45

d'accord,donc elle est uniformément continue sur [-10,10] car f(x) est continue et que toute fonction continue sur un compact est uniformément continue.
Sa dérivée est f'(x)=sin(1/x)+x*(-1/x²)cos(1/x) et est majorée par 1 - 1/x ? cos est majorée également par 1 ?

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 08-11-14 à 17:16

On cherche une majoration de la dérivée
1°) en valeur absolue
2°) par une constante,
3°) en dehors de [-1,1].

Ta majoration ne répond pas aux demandes ci-dessus. En plus, elle est incorrecte.

Doutes-tu vraiment que la fonction cosinus soit majorée par 1 (en valeur absolue) ?

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 08-11-14 à 17:24

donc si |sin(1/x)|<=1 et |cos(1/x)|<= 1 , je dirais que |f'(x) | <= 2 car(-1/x) <= 1 logiquement..

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 08-11-14 à 17:46

|1/x|\leq 1 pour tout réel x en dehors de [-1,1], effectivement.
OK, on tient une majoration de |f'(x)| par la constante 2 en dehors de [-1,1].
Il ne reste plus qu'un petit argument à écrire pour établir la continuité uniforme :
Soit \epsilon >0 ... . Donc il existe \eta > 0 tel que pour tous x,y \in \R, |x-y| <\eta \Rightarrow |f(x)-f(y)| < \epsilon.

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 08-11-14 à 17:50

j'ai juste à marquer en plus la définition de la continuité uniforme ? et ça suffit?

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 08-11-14 à 19:40

Euh... Franchement, tu trouverais ça convaincant ?

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 09-11-14 à 13:47

Bonjour,
non,justement. Du coup je ne comprend pas vraiment quoi faire avec cette définition qui n'est pas vraiment évidente à appliquer

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 09-11-14 à 14:11

Eh bien il faut utiliser ce qu'on a montré, bien sûr ! (sinon, pourquoi se serait-on fatigué à le faire ?)
Autrement dit, utiliser que f est uniformément continue sur [-10,10]. Ce qui veut dire ...
Et aussi que la dérivée de f est bornée en valeur absolue par 2 en dehors de [-1,1]. En conséquence, f est 2-lipschitzienne sur ]{-\infty},-1[ et sur ]1,+\infty[. Ce qui veut dire ..

Posté par
kybjm
re : continuité uniforme 09-11-14 à 14:18


L'application f est UC sur ]- , -1]  , sur [-1 , 1] et sur [1 , +[ .

Il te faut montrer que cela suffit pour que f soit UC sur .

Vas y donc avec les .

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 09-11-14 à 14:33

Je préfère dire, comme j'avais mis en place les choses dès le début, que f est uniformément continue sur [-10,10], ]{-\infty},-1[ et sur ]1,+\infty[. C'est exprès que je considère des intervalles qui se chevauchent, ça facilite un peu la rédaction !

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 09-11-14 à 14:43

ah oui , à la fin je trouverai :

x1 [-10,10] et x2 ] -,1[,]1, +[
|f(x1) - f(x2)|<= | f(x1) - f(1) | + |f(x2)-f(1) | <=2
2>0, >0, tq x1,x2 I, |x1-x2|< |f(x1)-f(x2)|<=2 ?

je n'ai pas fait la démonstration entièrement, je veux juste savoir si je dois bien prendre f(1) en sachant qu'il n'est pas compris pour la lipschitziennité ?

Posté par
Robot
re : continuité uniforme 09-11-14 à 15:02

Non, ce n'est pas ça.
L'avantage des intervalles qui se chevauchent, c'est que si on prend \eta suffisamment petit alors |x_1-x_2|<\eta entraîne que x_1 et x_2 sont tous les deux dans [-10,10], ou tous les deux dans ]{-\infty},-1[, ou tous les deux dans ]1,+\infty[.

Posté par
lou-7
re : continuité uniforme 09-11-14 à 15:13


x1 [-10,10] , x2 ] -,1[]1, +[

>0, tq  x1,x2 I, |x1-x2|< |x1-x2| [-10,10] , ]-inf, -1[, ]1,+inf[ <= 3 ?
je ne suis pas sur de comprendre ce qu'il faut faire..



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