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Exo défi: suite réelles, densité.

Posté par
1 Schumi 1
22-07-07 à 20:34

Bonsoir à tous,

Je vous propose ce soir un exercice que je trouve tout simplement magnifique. (enfin, ça reste mon avis, vous me direz ce que vous en pensez)


Citation :


Soit \textrm\large (u_n)_{n\in\mathbb{N}} une suite réelle qui diverge vers \textrm \large +\infty, avec de plus \fbox{\textrm\large\blue\lim_{n\to +\infty}(u_{n+1}-u_n)=0}

Montrer que  \textrm\large\red\fbox{\{u_n-E(u_n)|n\in\mathbb{N}\}} est dense dans \textrm\large \[0,1\].




On ne change (presque) pas les règles du jeu:
- réponses blankée(s).
- indice(s) au fur et à mesure en fonction de l'avancement.
- ceux qui ont (ou qui pensent avoir) trouvé la solution, lâchez vous! Postez votre réponse.


Bonne réflexion.

Ayoub.

Posté par
xtasx
re : Exo défi: suite réelles, densité. 23-07-07 à 03:22

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Posté par
Cauchy
re : Exo défi: suite réelles, densité. 23-07-07 à 03:42

Salut Schumi,

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Posté par
Cauchy
re : Exo défi: suite réelles, densité. 23-07-07 à 03:43

xtasx-->

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Posté par
1 Schumi 1
re : Exo défi: suite réelles, densité. 23-07-07 à 10:46

Arf, vous avez procédé par l'absurde, dommage.

xtasx >>

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Cauchy >>
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Ayoub.

Posté par
xtasx
re : Exo défi: suite réelles, densité. 23-07-07 à 12:36

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Posté par
1 Schumi 1
re : Exo défi: suite réelles, densité. 23-07-07 à 12:38

xtasx >>

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Posté par
1 Schumi 1
re : Exo défi: suite réelles, densité. 23-07-07 à 13:01

xtasx >>

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Ayoub.

Posté par
Cauchy
re : Exo défi: suite réelles, densité. 23-07-07 à 23:28

Schumi->

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Posté par
xtasx
re : Exo défi: suite réelles, densité. 24-07-07 à 01:43

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Posté par
1 Schumi 1
re : Exo défi: suite réelles, densité. 24-07-07 à 08:41

Attention aux yeux!

Certes la méthode que je vous propose n'utilise pas le raisonnement par l'absurde, mais elle n'est pas naturelle du tout (ouh que non...)

On fixe \rm\epsilon>0 et on désigne par \rm n_0 le rang à partir duquel \rm |u_{n+1}-u_n|\le\epsilon.

\rm\fbox{^.} Commençons par montrer que : \rm\fbox{\blue\forall x\in\mathbb{R},x\ge u_{n_0},\exist p\in\mathbb{N}, |u_p-x|\le\epsilon}.

Pour ce faire, on note \rm\fbox{p=min\{k\in\mathb{N}|k>n_0, u_k>u_{n_0}\}}. Comme \rm (u_n)_{n\in\mathbb{N}} diverge vers plus l'infini, ya pas de souci, p existe bel et bien. On a alors \rm |u_{p-1}-u_p|\le\epsilon (puisque \rm p-1\le n_0)

On vérifie aisément (mais bon, faut véifier quand même) que \rm u_{p-1}\le x<u_p, ce qui assure que \rm\fbox{\red|u_p-x|\le\epsilon}.



\fbox{^.} Montrons que \rm\fbox{\blue\{u_n-E(u_m)|(n,m)\in\mathbb{N}^2\}} est dense dans \rm\mathbb{R}.

Comme \rm (u_n)_{n\in\mathbb{N}} diverge vers \rm +\infty, il en est de même de \rm (E(u_n))_{n\in\mathbb{N}}. Il s'en suit que:

\rm\fbox{\forall x\in\mathbb{R}, \exist m\in\mathbb{N}, x+E(u_m)\ge u_{n_0}}.
D'après le résultat de la question précédente, on en déduit l'existence de p tel que : \rm\fbox{|(u_p-E(u_m))-x|\le\epsilon}.

Ce qui permet de conclure quant à la densité dans \rm\mathbb{R} de l'ensemble \rm\fbox{\red\{u_n-E(u_m)|(n,m)\in\mathbb{N}\}}.



\fbox{^.} Concluons.

On prend désormais \rm x\in[0,1]. En appliquant ce qui précède, on peut trouver n et m tel que :

\rm |u_n-E(u_m)-x|\le\epsilon et \rm (u_n-E(u_m))\in[0,1[.

Il s'en suit que \rm\fbox{E(u_m)=E(u_n)}.


On en conclut donc que :  \rm\red\fbox{\fbox{\{u_n-E(u_n)|n\in\mathbb{N}\} est dense dans [0,1]}}



Ayoub.

Posté par
Cauchy
re : Exo défi: suite réelles, densité. 25-07-07 à 01:56

Merci Ayoub

Dans la première partie,c'est plutôt p-1>=n0.

Je comprend pas ton truc, tu fixes x quelconque supérieur à u_(n0).

Je vois pas ce qui te permet d'en déduire ton encadrement.

Pourquoi x est plus petit que u_p, u_p c'est juste le prochain terme plus grand que u_(n0) mais x peut ête beaucoup plus grand non ou alors t'as oublié un petit détail?

Posté par
1 Schumi 1
re : Exo défi: suite réelles, densité. 25-07-07 à 10:13

Effectivement Marc, ya quelques erreurs!

Citation :
Dans la première partie,c'est plutôt p-1>=n0.

Oui!

Citation :
Pourquoi x est plus petit que u_p, u_p c'est juste le prochain terme plus grand que u_(n0) mais x peut ête beaucoup plus grand non ou alors t'as oublié un petit détail?

Parce que j'ai mal définie "p". En fait, c'est : \rm\fbox{p=min\{k\in\mathb{N}|k>n_0, u_k>x\}}
Et là, ça marche.


Ayoub.

Posté par
Cauchy
re : Exo défi: suite réelles, densité. 25-07-07 à 19:19

Ok, c'est bien ce qui me semblait

Comment est tu-sûr que 3$u_n-E(u_m) \in [0,1[?

Posté par
Cauchy
re : Exo défi: suite réelles, densité. 25-07-07 à 19:20

"es"

Posté par
1 Schumi 1
re : Exo défi: suite réelles, densité. 25-07-07 à 19:55

Je dis juste qu'on peut toujours en trouver, suffit de prendre \epsilon suffisamment petit, de plus comme on a pris "x" dans l'intervalle, ça pose aucun souci.

Posté par
Cauchy
re : Exo défi: suite réelles, densité. 25-07-07 à 21:05

Ok mais à ce moment la il vaut mieux fixer x et ensuite fixer 3$\eps en conséquence.

Posté par
1 Schumi 1
re : Exo défi: suite réelles, densité. 26-07-07 à 10:19

Oui, si tu veux.

Posté par
karim
re : Exo défi: suite réelles, densité. 26-07-07 à 16:06

Bonjour,
je ne comprend pas pourquoi xtasx conclut à une absurdité quand il dit par exemple que Un1 est de la forme E(Un0) + a + e avec e <= (b-a)/2 ?

Posté par
karim
re : Exo défi: suite réelles, densité. 26-07-07 à 16:09

nous en cherche en fait à prouver que Un1 - E(Un1) appartient à [a;b], alors que ce n'est pas le cas ici !

Posté par
1 Schumi 1
re : Exo défi: suite réelles, densité. 26-07-07 à 16:43

karim >>

xtasx procède par l'absurde. Il suppose qu'il existe un segment [a,b] qui ne contient aucun élément de l'ensemble et il cherche l'absurdité. En particulier, il montre que un1-E(un1) y est.

Posté par
karim
re : Exo défi: suite réelles, densité. 26-07-07 à 19:58

je ne vois pas en quoi le fait de dire que : Un1 est de la forme E(Un0) + a + e prouve que Un1 - E(Un1) est dans [a;b] ?

Posté par
1 Schumi 1
re : Exo défi: suite réelles, densité. 26-07-07 à 20:07

Moi aussi, ça m'a pris un bout de temps, mais c'est assez complexe a expliquer. Réfléchis dessus encore, tu verras, c'est bon.

Posté par
karim
re : Exo défi: suite réelles, densité. 26-07-07 à 21:39

si tu peux me sauver, je sais que je comprendrais jamais cela !

Posté par
Cauchy
re : Exo défi: suite réelles, densité. 26-07-07 à 22:14

A mon avis tu comprendras mieux en essayant de faire ta preuve avec un dessin

Les démos techniques comme ça ca a été pensé avant sur un dessin, il n'a pas introduit tel ou tel truc par hasard.

Moi si je la lis la, j'y comprend quedalle



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