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Exo défi (niveau facile) : Longueur d'une chaine brisée infinie

Posté par
lolo248
03-06-09 à 22:57

Soit g la similitude indirecte d'écriture complexe z' = \frac{1}{2}i\bar{z}
On défini la suite de points suivante : \forall n \in \mathbb{N}, M_{n+1} = g(M_n)

L'affixe z_0 du point M_0 est z_0 = x_0 + iy_0x_0 et et y_0 sont des nombres réels.

Il est évident que \forall n \in \mathbb{N}, |z_{n+1}| = \frac{1}{2} |z_n| (c'est enfantin à démontré...). Ainsi le point M_n "converge" vers l'origine lorsque n tend vers l'infini.

Donc quelque soit l'affixe du point M_0, la longueur de la chaine brisée M_0M_1M_2...M_{n-1}M_n lorsque n tend vers l'infini est un nombre réel. La question est donc :

Exprimer la longueur de la chaine brisée M_0M_1M_2...M_{n-1}M_n lorsque n tend vers l'infini en fonction de x_0 et y_0

J'ai déjà trouver que si y_0 = 0 alors la longueur recherchée est x_0\sqrt{5} (et vice-versa). Mais je n'arrive pas à trouver cette longeur lorsque x_0 et y_0 sont tout deux non-nuls.

J'ai une piste mais je m'embrouille dans les calculs... Je la posterai, plus tard en blanker (pour ceux qui souhaiterai cherché à partir de zéro!)

Bonne recherche!

Posté par
gloubi
re : Exo défi (niveau facile) : Longueur d'une chaine brisée inf 04-06-09 à 11:15

Bonjour lolo

C'est effectivement facile.  

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Posté par
lolo248
re : Exo défi (niveau facile) : Longueur d'une chaine brisée inf 04-06-09 à 16:47

Bonjour gloubi,

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Posté par
gloubi
re : Exo défi (niveau facile) : Longueur d'une chaine brisée inf 05-06-09 à 10:06

Bonjour lolo,

De rien !

Posté par
iMouf
Eurêka 05-06-09 à 18:17

J'ai la solution !

Posté par
erio
re : Exo défi (niveau facile) : Longueur d'une chaine brisée inf 06-06-09 à 15:53

Salut lolo et bravo pour ton exo,

Une toute petite remarque : il est faux d'affirmer

Citation :
Ainsi le point M_n "converge" vers l'origine lorsque n tend vers l'infini.
Donc quelque soit l'affixe du point M_0, la longueur de la chaine brisée M_0M_1M_2...M_{n-1}M_n lorsque n tend vers l'infini est un nombre réel.


On peut trouver des suites de points Mn (différents évidemment de celle de ton exo) qui convergent vers 0 mais pour lesquelles la longueur de la chaîne brisée obtenue tend vers l'infini...

Posté par
lolo248
re : Exo défi (niveau facile) : Longueur d'une chaine brisée inf 06-06-09 à 21:04

Bonjour erio

Citation :
On peut trouver des suites de points Mn (différents évidemment de celle de ton exo) qui convergent vers 0 mais pour lesquelles la longueur de la chaîne brisée obtenue tend vers l'infini...


C'est fort possible mais pas dans le cadre des similitudes non? Tu pourrai donner un exemple s'il te plait...

Posté par
erio
re : Exo défi (niveau facile) : Longueur d'une chaine brisée inf 06-06-09 à 22:36

Non, pas dans le cadre des similitudes, effectivement...
En général, pour avoir un contre-exemple (un exemple qui ne marche pas) pour ce genre de problème, on utilise la série harmonique : la somme des inverse 1+1/2+1/3+1/4+1/5... tend vers l'infini.

On peut alors se servir de ça pour construire la suite Mn :

On part de (0,0), on va en (1,0) et on revient en (0,0) (on parcourt un segment de longueur 1 dans les deux sens) puis on recomence mais cette fois-ci en allant de (0,0) jusqu'en (1/2,0) puis retour en (0,0) (segment de longueur 1/2), et ainsi de suite avec un segment de longueur 1/3, 1/4 etc... La suite des points tend bien vers 0, mais la longueur de la chaîne est 1+1+1/2+1/2+1/3+1/3+1/4+1/4+... donc au total on a deux fois la série harmonique, donc ça tend bien vers l'infini.

Si tu veux un exemple qui ne repasse pas par là où il est passé, on peux prendre par exemple la suite de complexes \frac{i^n}{n}. Ca fonctionne aussi parce qu'à chaque étape, la longueur va décroître comme 1/n et la longueur de la chaîne va bien tendre vers l'infini.

En espérant que ça ne t'embrouille pas l'esprit mais que ça éveille ta curiosité.

Posté par
Imod
re : Exo défi (niveau facile) : Longueur d'une chaine brisée inf 07-06-09 à 01:03


"C'est fort possible mais pas dans le cadre des similitudes non? Tu pourrais donner un exemple s'il te plait..."

Le cadre est sans importance , tu apprendras quand tu étudieras les séries que la condition "tend vers 0" est certes nécessaire mais certainement pas suffisante .

Imod



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