Inscription / Connexion Nouveau Sujet

1 2 +


Niveau exercices
Partager :

JFF : les suites...

Posté par
tealc
27-07-06 à 20:55

Bonsoir à tous!

voici quelques énigmes sur les suites que j'aime bien et que je vous propose (en espèrant qu'elles ne soient pas déjà présente sur le site... j'ai vérifié mais bon... )

Premier :

Soit g une fonction de l'intervalle [0,1] dans \mathbb{R}, de classe C^2, tels que g(1) = g'(1) = 0.
On pose

I_n = n^2 \bigint_0^1 {t^n g(t)dt}

Que dire de la suite (I_n)?

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:14

Bonsoir tealc

 Cliquez pour afficher


Kaiser

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:15

Salut tealc

 Cliquez pour afficher


4$\rm \white I_n = \frac{n^2}{(n+1)(n+2)}\Bigint_0^1 t^{n+2}g^{''}(t) dt

je n'ai pas le temps de voir la suite, d'autres vont répondre et je reviendrai demain, mais c'était juste pour signaler une (petite) avancée

Romain

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:17

kaiser > exact... et je suppose que tu as la solution...

lyonnais >

 Cliquez pour afficher

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:18

je trouve donc

 Cliquez pour afficher

 Cliquez pour afficher


Sauf erreurs !

Salut Kaiser : je vais pouvoir vérifier si je dis une bétise

Romain

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:21

 Cliquez pour afficher

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:21

Salut lyonnais

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:21

lyonnais >

 Cliquez pour afficher


j'attend encore d'autres personnes avant de poster une solution (sauf si Kaiser veut proposer la sienne?)

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:23

Citation :
sauf si Kaiser veut proposer la sienne?


Non, non !
Je te laisse faire ! (c'est ta JFF après tout ! )

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:24

Merci Kaiser c'est gentil j'attend un peu et je posterai une solution...

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:25

Citation :
Non, non !
Je te laisse faire ! (c'est ta JFF après tout !  )



C'est sympa ces petites JFF, vu qu'il n'y a pas beaucoup de mondes, ça occupe :D

Romain

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 21:26

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 22:03

Bon voici la solution (raccourci tout de même)

l'idée comme signalée par kaiser et lyonnais et d'utiliser le fait que g est de classe C^2 pour faire une double intégrations par partie, en dérivant g puis g', et en intégrant t \mapsto t^n puis t \mapsto t^{n+1}.

On obtiens, en utilisant g(1) = g'(1) = 0 le résultat de lyonnais :

I_n = \frac{n^2}{(n+1)(n+2)} \bigint_0^1 t^{n+2} g''(t) dt

Ensuite, g'' est continue sur le compact [0,1] donc bornée : |g''(t)| \leq M pour tout t dans [0,1].

D'où |I_n| \leq \frac{n^2}{(n+1)(n+2)}M \bigint_0^1 t^{n+2} dt = \frac{n^2}{(n+1)(n+2)(n+3)}M

et on déduit : I_n \stackrel{n \rightarrow \infty}{\rightarrow} 0

sauf erreur

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 22:16

Ok tealc merci

Juste une question. Est-ce que l'on pouvait aussi dire :

g" est continue sur le segment [0,1], donc il existe m et M tq :

pout tout t dans [0,1] , m g(t) M

??

On a aussi vu la définition que tu as donnée (avec le compact), mais je voudrais savoir si c'est correct de mettre ce que j'ai mis ... (même s'il n'y a pas une grande différence)

Merci

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 27-07-06 à 22:18

Oui lyonnais cet methode marchait aussi et on utilise ensuite le théorème des gendarmes...

Deuxième :

Soit f une application continue sur [0,1].
On suppose que pour tout n :

  \bigint_0^1 {t^n f(t)dt} = 0

Prouver que f est identiquement nulle.

Posté par
Rouliane
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 00:47

n est non nul je pense, non ?

Une petite indication, Tealc ?

J'ai essayé par l'absurde, en vain ...

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 00:48

Bonsoir à tous

 Cliquez pour afficher


Kaiser

Posté par
Rouliane
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 00:54

Kaiser, c'est bien le théorème :

 Cliquez pour afficher
?

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 00:55

non ! ça c'est

 Cliquez pour afficher
!

Posté par
Rouliane
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 00:56

oups

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 00:56

D'ailleurs, dans ton énoncé, ça serait plutôt le contraire !

Posté par
Rouliane
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 00:57

oui, évidemment, je viens de me réciter dans ma tete et j'ai vu que ça clochait

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 00:58

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 01:01

Rouliane>

 Cliquez pour afficher

Posté par
Rouliane
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 01:07

Kaiser ->

 Cliquez pour afficher

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 01:11

Rouliane>

 Cliquez pour afficher

Posté par
Rouliane
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 01:13



Je vais essayer de réfléchir au problème en utilisant cet espèce de théorème

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 01:17

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 08:56

Bonjour!

kaiser >

 Cliquez pour afficher


Rouliane > c'est pour tout n \in \mathbb{N}

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 09:54

Salut tealc

J'ai essayé, mais je ne dois pas connaître la méthode à utiliser ...

Voici ce que j'ai essayé

3$\rm \Bigint_0^1 {t^nf(t) dt} = 0

 Cliquez pour afficher


 Cliquez pour afficher


3$\rm \white m\Bigint_0^1 {t^n dt} \le \Bigint_0^1 {t^nf(t) dt} \le M\Bigint_0^1 {t^n dt}

3$\rm \white \frac{m}{n+1} \le \Bigint_0^1 {t^nf(t) dt} \le \frac{M}{n+1}

3$\rm \white \frac{m}{n+1} \le 0 \le \frac{M}{n+1}

3$\rm \white m \le 0 \le M

je ne sais pas si ça peut servir à quelque chose ...

Romain

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 10:02

lyonnais >

 Cliquez pour afficher

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 10:07

tealc >

 Cliquez pour afficher


 Cliquez pour afficher

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 10:40

tealc >

 Cliquez pour afficher


Romain

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 10:44

lyonnais >

 Cliquez pour afficher

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 11:21

> tealc :

 Cliquez pour afficher


Posté par
otto
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 11:37

lyonnais:

 Cliquez pour afficher

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 11:40

 Cliquez pour afficher

Posté par
otto
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 13:02

Je me demandais si une démonstration alternative via les transformées de Fourier n'était pas possible.
Je me demdandais également si on ne pouvait pas changer l'hypothèse continue en mesurable, et avoir la conclusion presque partout (via le théorème de Lusin peut être)

Posté par
otto
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 13:11

A noter que le résultat cité par tealc est encore vrai si on suppose n>0

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 20:06

Solution : l'idée est donc d'utiliser le théorème de Stone - Weierstrass : f est continue sur un compact, donc limite uniforme de polynome, suite que l'on note (P_n).

Constatons que la condition donnée sur les intégrales est équivalente à

  \bigint_0^1 {P(t)f(t)dt} = 0 pour tout polynôme.

On déduit donc \bigint_0^1 P_n(t)f(t) dt = 0.

Constatons que, puisque l'on intégre sur un segment et que les fonctions sont continues, on peut passer à la limite et on obtient :
  \bigint_0^1 f^2(t)dt = 0

La fonction f^2 est donc continue et d'intégrale nulle sur [0,1] : elle est donc identiquement nulle et on déduit f = 0.

Quelques questions :

otto > j'ai un problème pour généraliser aux fonctions mesurables, car ici ca marche puisque on approche par des polynomes. Avec le théorème de lusin, on aura une suite de fonction continues f_n qui tend presque partout vers f, mais comment prouver que f_n = 0 pour tout n? si tu as une idée...
otto > (encore!) comme conclu tu si on suppose le resultat pour n \neq 0 ?

je posterai un autre exo un peu plus tard...

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 20:22

Bonjour

tealc>
Si l'on se restreint à n>0, l'énoncé indique que l'on a \Large{\bigint_{0}^{1}P(t)f(t)dt=0} pour tout polynôme P s'annulant en 0.
Ensuite, on peut montrer que toute fonction f continue sur [0,1] peut être approchée uniformément par une suite de polynôme s'annulant en 0 (il suffit pour cela de considérer une suite \Large{(p_{n})} convergeant uniformément vers f et de prendre la suite \Large{(q_{n})} définie par \Large{q_{n}=p_{n}-p_{n}(0)}).
On a donc pour toute fonction g continue sur [0,1] et s'annulant en 0 \Large{\bigint_{0}^{1}g(t)f(t)dt=0}.

En particulier, on a \Large{\bigint_{0}^{1}tf^{2}(t)dt=0} et on conclut.

Kaiser

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 20:24

ok merci kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 21:00

Je t'en prie

Je voudrais signaler un oubli de ma part

Ensuite, on peut montrer que toute fonction f continue sur [0,1] et s'annulant en 0...

Kaiser

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 21:09

encore merci kaiser!

Troisième (pas trop dur...)

Soit u : \mathbb{N} \rightarrow \mathbb{N}
 \\
vérifiant u (u(n)) < u(n+1) pour tout n

Que dire de la suite u?

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 28-07-06 à 22:14

Personne pour ce troisième exercice?

Posté par
otto
re : JFF : les suites... 29-07-06 à 10:02

Citation :
otto > j'ai un problème pour généraliser aux fonctions mesurables, car ici ca marche puisque on approche par des polynomes. Avec le théorème de lusin, on aura une suite de fonction continues  qui tend presque partout vers f, mais comment prouver que  pour tout n? si tu as une idée...

Aucune idée, je n'ai pas essayé, et j'ai bien conscience de ce problème. Je n'ai fait que lancer l'idée, je ne dis pas que ca marche
Mais une chose est sure, la conclusion ne serait pas "f est nulle", mais "f est nulle presque partout" si jamais on voulait faire un parralèle.
a+

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 29-07-06 à 18:15

Bon apparemment, personne n'a vu ma nouvelle JFF... donc je reposte :

Troisième :

Soit u : \mathbb{N}~\rightarrow~\mathbb{N} vérifiant :

  pour tout n, u(u(n)) < u(n+1)

QUe dire de la suite u?

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 29-07-06 à 18:15

otto > je vais essayer tout de même de creuser un peu...

Posté par
lyonnais
re : JFF : les suites... 30-07-06 à 10:13

Salut tealc

 Cliquez pour afficher


L'important c'est de participer

Posté par
tealc
re : JFF : les suites... 30-07-06 à 10:48

salut lyonnais

 Cliquez pour afficher

1 2 +




Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !