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Espace vectoreil Oral ESCP

Posté par
Supco
14-04-08 à 21:11

Bonjour pourriez vous m'aider , je suis arrivé à faire la première question mais après je ne vois pas comment continuer.

On note C l'espace vectoriel des applications linéaires continues de R+ dans R.

1) Soit f appartient à C . On définit l'application g de R+* dans R par , pour tout x > 0 :

g(x)=1/x * \int_x^{x^3} f(t) dt

a) Montrer que g est bien définie
b) Montrer que g est continue sur ]0,+infini[ et est prolongeable par continuité en 0. On notera g ce prolongement sur R+ . Préciser la valeur de g(0) en fonction de f.
Indication : On pourra prouver que g est de classe C1 sur R+* en exprimant g(x) à l'aide d'une primitive F de f sur R+.

c) Montrer que g est dérivable sur ]0,+infini[ et donner l'expression de g'(x) pour tout x>0.

2) Soit Φ l'application qui à tout f appartenant à C associe la fonction g définie dans la question précédente.

a) Montrer que Φ est un endomorphisme de C.
b) L'endomorphisme Φ est - il surjectif ? justifier

3) Soit a un réel positif et (un) la suite définie par
u_{0} =a
u_{n+1} = \sqrt[3]{un} un si n >0


a) Montrer que la suite est convergente et préciser sa limie en fonction de a

Posté par
Nightmare
re : Espace vectoreil Oral ESCP 14-04-08 à 21:15

Bonsoir

En notant F une primitive de f on a 3$\rm g(x)=\frac{1}{x}(F(x^{3})-F(x))

Cela devrait te permettre de traiter les questions b et c.

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 15-04-08 à 11:02

Bonjour, j'ai le même exercice à faire, mais je ne vois pas bien comment déduire de la nouvelle expression de g (avec la primitive) que g est prolongeable en 0. Merci

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 15-04-08 à 13:45

Posté par
Supco
re 15-04-08 à 14:31

Moi non plus je ne vois pas comment je peux en déduire en faisant la limite de la primitive

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 15-04-08 à 15:41

bonjour
g(x)=[F(x^3)-F(x)]/x=[F(x^3)-F(0)-(F(x)-F(0))]/x
(F(x^3)-F(0)/x)=(F(u)-F(0))/{u^1/3}=u^{2/3}[F(U)-F(0)]/u et cela tend vers 0 quand x donc u->O
par contre quand x->0 lim[F(x)-F(0)]/x=f(0)]
donc quand x->0limg(x)=-f(0)

Posté par
Supco
re 15-04-08 à 15:46

merci pour la démonstration

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 15-04-08 à 15:48

de rien bon courage pour la suite

Posté par
Supco
re 15-04-08 à 15:52

juste que représente u dans ta démo

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 15-04-08 à 18:33

désolée j'étais partie
j'ai posé u=x3 donc x=u1/3 et pour faire apparaitre (F(u-F(0)]/u j'ai multiplié en haut et en bas par u2/3

Posté par
Supco
re 16-04-08 à 16:53

Pour montrer que φ est un endomorphisme , il faut montrer que φ est linéaire , ca je pense en montrant que f est une fonction linéaire et avec l'intégrale elle reste linéaire.
Mais après pour montrer que ca va de E dans E ca je ne sais pas comment faire quelqu'un aurait il une idée ?
stp

Posté par
Nightmare
re : Espace vectoreil Oral ESCP 16-04-08 à 18:08

Tu as montré que g était continue non?

Donc phi envoie une application continue sur une application continue, c'est bien un endomorphisme de C.

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 17-04-08 à 10:39

BOnjour à tous,

pour montrer que est surjective, suffit-il de trouver un fC tel que (f)=a avec a ?

Si oui, je ne vois pas trop quelle fonction prendre, les puissances m'énervant/m'ennuyant légèrement...

merci

Posté par
Supco
re 17-04-08 à 15:59

Pour la surjectivité j'avais pensé qu'Il suffirait de prendre une fonction g qui est continue et non dérivable ne serait-ce qu'en un point (prendre g(x)=|x|), elle n'admet pas d'antécédent.

L'endomorphisme n'est pas surjectif , qu'en pensez vous ?

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 17-04-08 à 16:55

je ne sais pas trop si l'exemple colle, car on est sur R+* or x->|x| est dérivable sur cet intervalle

Posté par
Supco
re 17-04-08 à 17:18

t'aurai mis quoi

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 17-04-08 à 17:34

aucune idée, peut-être que tu as même raison, mais selon moi |x| ne va pas, mais cela n'engage que moi...

Si je trouve qqch je te préviens

Au fait pour la question 3)a) tu trouve 1 comme lim ?
et ta réussi la 3)b) ?

Posté par
Supco
re 17-04-08 à 17:38

la limite c'est 1 mais comment le montrer correctement je ne sais pas et pour la 3 b) je ne sais pas.

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 09:07

bonjour,
vous prenez |x-1| pas dérivable en x=1
3)u_{n+1}={u_n}^1/3 ou bien il y a encoreu_naprés?je ne sais pas déchiffrer

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 11:20

la suite est :

u0=a
un+1=un1/3

La question 3)b) est

Soit h un élément de C tel que pour tout x0, h(x3)=h(x)

Montrer que pour tout a>0, h(a)=h(1).

Je pensais prendre h comme la primitve et ainsi g(x)= ( h(x3)-h(x))/x =0 , mais je ne vois aps à quoi cela peut me servir pour prouver h(a)=h(1)

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 11:52

pour la convergence de un
tu montres que la suite est monotone car elle est du type un+1=f(un) avec f qui est croissante ( si tu ne l'as pas vu en cours tu peut aussi former un+1-un)
la restriction de f à[0;1]est une bijection de [0;1] sur [0;1]
donc si 0<a<1 la suite est croissante majorée par 1 donc elle converge versL>a
la restriccion de f à [1;+oo[ est une bijection de [1;+oo[sur[1;+oo[
donc si a>1 la suite est décroissante minorée par 1 donc elle converge vers L1
si a=1 la suite est constante
la suite converge donc sa limite L est solution de f(x)=x soit de x=x1/3 ce qui donne x=0 ou x=1 mais  0 est à rejeter donc L=1
je vais refléchir à la suite

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 12:06

u_{n+1}=u_{n}^{1/3}=>u_{n}=u_{n+1}^3

on a donc  pour tout n entierh(u_{n})=h(u_{n+1}^3)=h(u_{n+1})=....=h(u_{0})=h(a)
on retient  que pour tout n h(u_{n})=h(a)
on sait que h est continue donc quand n->+oo h(u_{n})->h(1) sauf étourderie de ma part

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 12:09

merci beaucoup.

Mais j'ai une question, peut-on vraiment dire que h(a)=h(1) alors que Un tend seulement vers 1 et ne l'atteint pas forcément ?

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 12:31

pour tout n on a h(a)=h(un) donc quand n->+oo limhh(un)=limh(a)=h(a)
je ne vois pas où je peux faire une erreur mais pour l'instant je ne vois pas trop ce qu'est cette fonction h

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 13:34

comme h(a)=h(1)

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 13:36

pour tout a h est constante sur R+*

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 13:37

il y a une suite?

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 13:41

ok, oui il y a une suite : Déterminer les fonctions continues sur R+ solution de la relation h(x3)=h(x).

Les fonctions constantes ?

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 18-04-08 à 14:36

je pense que c'est cela, on a montré que h (x)=cte sur R*+ comme elle est continue sur R+ elle est constante sur R+
je ne vois pas de rapport avec le début?

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 19-04-08 à 12:22

La toute dernière question est de montrer que est injective. Je pense que c'est là le rapport avec le début.

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 19-04-08 à 14:35

soient f et k éléments de C, on doit montrer que  (f)=(k)=>f=k
hypothèse:g(x)=(1/x)\int_x^{x^3}f(t)dt=l(x)=(1/x)\int_x^{x^3}k(t)dt
doncg(x)-l(x)=(1/x)\int_x^x^{3}(f(t)-k(t))dt
soit h une primitive de f-k sur R+ on a donc g(x)-l(x)=0=1/x(h(x^3)-h(x))
donc pour tout x>0 h(x^3)=h(x) on est ramené à la question d'avant  on en déduit que h est constante sur  R+donc sa dérivée est nulle et sa dérivée c'est f-k=>f=k et est bien injective

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 19-04-08 à 14:36

c'était bien là le rapport avec le début
tu es en prépa hec?

Posté par
Supco
re 19-04-08 à 14:43

Veleda je voulais te demander pour montrer qu'elle est définie comment on le montre proprement

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 19-04-08 à 14:49

qui définie?

Posté par
Supco
re 19-04-08 à 14:49

g soit défini

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 19-04-08 à 14:58

la fonction g?
g c'est le produit sur R +*de la fonction x1/xet
x \int_x^{x^3} f(t)dt  ces deux fonctions sont définies sur R+*donc leur produit aussi

Posté par
Supco
re 19-04-08 à 14:59

Merci oui c'est ce que j'ai mis aussi mais tu penses que ca suffit

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 19-04-08 à 15:00

pour l'intégrale tu peux dire qu'elle existe parce que f est continue

Posté par
Supco
re 19-04-08 à 15:00

oui ca j'ai utilisé pour la question b merci

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 19-04-08 à 18:30

merci beaucoup, oui je suis en prépa HEC, pourquoi ?

Posté par
veleda
re : Espace vectoreil Oral ESCP 19-04-08 à 21:51

pour rien, pour savoir le niveau de tes connaissances , tu es en première année?sinon tu serais en
concours

Posté par
solaris
re : Espace vectoreil Oral ESCP 19-04-08 à 23:55

ok, exact je suis en fin de première année,

merci beaucoup pour l'aide, bonne nuit



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