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Niveau Maths sup
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Démonstrations sur les équivalents

Posté par
Kalman
21-11-24 à 21:28

Bonsoir à tous,

Je souhaite démontrer le résultat suivant :

Si ( deux suites U et V sont équivalentes) et (elles convergent vers l différente de 1) alors  ln(U) est équivalente à ln(V)

Je vous propose ma démonstration et je sollicite votre regard sur sa rigueur :

Élément 1 : Pour considérer les suites ln(U) et ln(V) il faut que les suites U et V soient strictement positives à partir d'un certain rang.
et de ce fait la limite l est strictement positive.
l est donc strictement positive et différente de 1

Élément 2 : je vais montrer que ln(U) / ln(V) converge vers 1 ce qui nous permettra de déduire ln(U) est équivalente à ln(V)

On peut écrire : V(n) = e(n) * U(n) avec e(n) -> 1

Ln(U(n)) / Ln(V(n)) = Ln(U(n)) / [ Ln(e(n) + Ln(U(n)) ]

Comme U(n) -> l alors Ln(U(n)) -> ln(l) non nul car l différent de 1

On a donc : Ln(U(n)) / Ln(V(n)) -> Ln(l) / Ln(l)
Soit une limite qui vaut 1

Conclusion : Ln(U) est équivalente à Ln(V) en l'infini

Posté par
Zormuche
re : Démonstrations sur les équivalents 22-11-24 à 01:45

Bonsoir

Tout d'abord l'énoncé manque de rigueur : il aurait fallu préciser que l n'est pas négatif puisque l'énoncé parle de ln(Un)

Ensuite je ne comprends pas ton écriture avec les suites V et e
Pour monter que ln(Un) converge vers ln(l) il suffit d'invoquer la continuité de ln en l

Posté par
luzak
re : Démonstrations sur les équivalents 22-11-24 à 09:19

Bonjour !

Citation :
Pour considérer les suites ln(U) et ln(V) il faut que les suites U et V soient strictement positives à partir d'un certain rang.
et de ce fait la limite l est strictement positive.

C'est faux pour U : n\mapsto 2^{-n}

Autre point bizarre de l'énoncé : les suites peuvent être équivalentes et divergentes !

Le plus simple consiste à écrire \ln(v_n)-\ln(u_n) et montrer que c'est négligeable devant \ln(u_n).

Posté par
Kalman
re : Démonstrations sur les équivalents 22-11-24 à 11:01

Effectivement il faut d'une part que la limite L des suites u et v soient strictement positive et différentes de 1.
En gros que l soit dans R+\{0 ; 1}

C'est pas vraiment un énoncé d'un exercice c'est plutôt une proposition de cours que je démontre qui est celle ci

Si deux suites u et v sont équivalentes
Et si en plus elles convergent vers l (effectivement il n'y pas eu d'hypothèses sur l que j'ai moi même considéré dans R+\{0 ; 1}) alors les suites ln(u) et ln(v) sont équivalentes

Posté par
Kalman
re : Démonstrations sur les équivalents 22-11-24 à 11:01

Donc effectivement comme le fait remarquer Luzac, si u(n) tend vers 0 c'est problématique

Posté par
Kalman
re : Démonstrations sur les équivalents 22-11-24 à 20:38

Du coup l'hypothèse que U ~ V et U(n) -> l n'est pas si bien formulée que ça

Il aurait fallu dire : Si U et V ont même limite l>0 et différente de 1 alors ln(U(n)) ~ ln(V(n))

Posté par
luzak
re : Démonstrations sur les équivalents 23-11-24 à 08:31

\ln(u_n)-\ln(v_n)=\ln\dfrac{u_n}{v_n} et cette dernière suite a une limite nulle.

Si la limite de u_n est nulle ou infinie, on a immédiatement
\ln(u_n)-\ln(v_n) négligeable devant \ln(u_n) d'où l'équivalence.
Idem si u_n a une limite \mu finie strictement positive autre que 1 car 0 est négligeable devant \ln(\mu).
Il y a des contre exemples simples lorsque la limite est 1.

Reste le cas de suites divergentes !



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