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Niveau Maths sup
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enveloppe supérieure

Posté par
romu
15-05-07 à 12:29

Bonjour,
je cherche l'enveloppe supérieure de la famille de fonctions (f_n)_{n \in \mathbb{Z}} de R dans R,
telle que pour tout entier n,  f_n\ :\ x \longrightarrow \sin (2 \pi n x).

Merci pour votre aide.

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 15-05-07 à 14:25

up

Posté par
otto
re : enveloppe supérieure 15-05-07 à 16:04

Bonjour,
je dirais que c'est 1.

Posté par
perroquet
re : enveloppe supérieure 15-05-07 à 16:19

Bonjour, Otto et romu.

Otto, je pense qu'il y a un problème pour x dans Q

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 15-05-07 à 22:19

Bonsoir a vous deux,
je vois pas du tout ce que ça donne en fait ces fonctions f_n,
je pense que je vais tracer sur maple pour voir quelles sont leur allures.

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 16-05-07 à 01:19

Donc déjà pour fixer les notions,  le cas irrationnel.

Soit x \in \mathbb{R}\setminus\mathbb{Q}.

Pour tout n \in \mathbb{Z},\ f_n(x) \leq 1.
Si je considère la partie réelle A_x = \{f_n(x),\ n \in \mathbb{Z}\}.
A_x est majoré par 1, donc A_x admet un sup,
et si j'ai bien compris ce sup est l'élément qu'on recherche: \sup_{n \in \mathbb{Z}} f(x) = \sup A_x.

Mais je vois pas quel raisonnement suivre pour déterminer cet élément.

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 16-05-07 à 01:25

Salut,

c'est quoi l'enveloppe supérieure?

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 16-05-07 à 01:32

Salut Cauchy,

une enveloppe supérieure d'une famille de fonctions numériques (f_i)_{i \in I},

qu'on note \sup{i\in I}f_i, est la fonction f telle que f(x) = \sup_{i \in I} f_i(x), pour tout x \in E.

Il me semble que ça correspond à la borne supérieure ponctuelle d'une famille de fonctions numériques.

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 16-05-07 à 01:47

Ok,

bien si x est irrationnel,je pense qu'on peut utiliser le fait que  2pixZ+2piZ est dense dans R car 2pix/2pi=x est irrationnel.

Donc tu peux approcher par exemple il existe n et k tel que |2pixn+2kpi-pi/2|<eps,et donc par continuité du sinus,tu peux t'approcher aussi près que tu veux de 1.

Après je sais pas si tu connais ce résultat(et il y a surement plus rapide mais je vois pas),ca vient de la structure des groupes additifs de R,si c'etait non dense ce serait un groupe de la forme aZ et dans ce cas on aboutirait à x rationnel.

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 16-05-07 à 22:59

Salut,
Cauchy j ai revu ce résultat sur les sous-groupes additifs de \mathbb{R},
et j'ai suivi le plan que tu m as donné.
Jusqu'ici aucun problème .

Je vais regarder pour le cas rationnel maintenant.

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 16-05-07 à 23:31

euh je vois pas trop comment on peut faire pour le cas où x est rationnel,

désormais 2pix\mathbb{Z}+2pi\mathbb{Z} n'est plus dense dans R,

donc apparemment il faut procéder autrement.

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 16-05-07 à 23:35

Si x est rationnel il s'écrit x=p/q avec p et q premiers entre eux.

Par périodicité du sinus,il suffit de regarder les valeurs pour n=0,...q.

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 00:57

D'accord.

Si je teste x = 1/2,
je vois que pour tout entier n, f_n(x) = \sin(n\pi) = 0.

Donc apparemment c est pas toujours égal à 1.

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 01:43

Bien oui pour les rationnels,tu n'as qu'un nombre fini de valeurs prises par le sinus vu que tu boucles,après ca dépend de p et q le max.

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 12:36

D'accord, merci Cauchy.

Encore une question, j'essaie de montrer que les seuls rationnels x pour lesquels, l'enveloppe sup est 1, sont les rationnels qui ont une fraction irréductible du type p/4q.

Déjà pour voir si les rationnels de ce type on leur enveloppe sup qui atteint 1,
on a donc p impair, p et q premiers entre eux.

pour tout n, f_n(x) = \sin(2\pi n \frac{p}{4q} = \sin(\frac{\pi}{2} \frac{np}{q}).

Et là, je vois pas trop comment exploiter cette égalité.

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 13:44

Dans ta fraction,p est premier avec 4q?

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 13:55

oui.

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 14:02

Déja p est impair,on a donc:

3$sin(\frac{\pi}{2}q\frac{p}{q})=sin(\frac{\pi}{2}p) et donc ca vaut 1 si 3$p=1(4),sinon on a 3$sin(\frac{\pi}{2}p^2)=1

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 14:03

J'aurai du faire un apercu

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 14:20

Est ce qu'un modérateur peut modifier mon message? (Kaiser? )

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 14:28

ne t'inquiète pas, si je comprends bien, j ai juste à remplacer frac\pi 2 par \frac{\pi}{2}.

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 14:36

Oui c'est cela mais ca fait pas top

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 17-05-07 à 14:50

Merci

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 18-05-07 à 12:16

Salut,
merci pour ton aide Cauchy.
Il ne me reste plus que le cas où x n'est pas une fraction irréductible de la forme p/4q, montrer que l'enveloppe sup est différente de 1.
Je vais chercher un peu

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 18-05-07 à 13:21

Salut,

ok je pense que ca doit être de la même veine

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 18-05-07 à 13:37

Salut Cauchy,

oui, j'ai montré que que si x = p/q (p et q premiers entre eux) est rationnel et l'enveloppe sup est égal à 1,
alors q est nécessairement un multiple de 4.

Posté par
Cauchy
re : enveloppe supérieure 18-05-07 à 13:38

Ok,bon bien c'est fini il me semble

Posté par
romu
re : enveloppe supérieure 18-05-07 à 14:09

vi



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