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Niveau Maths sup
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Limite d'un produit de suites

Posté par Profil Ramanujan 04-09-23 à 20:10

Bonsoir,
J'ai des difficultés sur cet exercice.
Soient (u_n)_{n \in \N} et (v_n)_{n \in \N} 2 suites à valeurs dans [0,1].
Montrer que si \lim\limits_{n \rightarrow +\infty} u_n v_n =1 alors \lim\limits_{n \rightarrow +\infty} u_n=\lim\limits_{n \rightarrow +\infty} v_n=1.

Cordialement.

Mon idée mais je n'ai pas réussi à l'appliquer :
On a |u_n v_n -1 |=|u_n v_n -u_n +u_n-1|  \leq |u_n| |v_n-1| +|u_n-1| \leq |v_n-1|+|u_n-1|

Posté par
Ulmiere
re : Limite d'un produit de suites 04-09-23 à 21:02

Le site rame terriblement !
Si a et b sont deux suites réelles telles que a + b tend vers 0, peut-on en déduire que a et b tendent vers 0 ?
Et maintenant, si a et b sont de même signe, peut-on conclure ?
Comment passer d'un produit à une somme à ton avis ? Pourquoi est-ce possible ?

Posté par Profil Ramanujanre : Limite d'un produit de suites 04-09-23 à 21:54

Merci.
Si \forall n \in \N a_n=2 et b_n=-2 alors a+b tend vers 0 mais ni a ni b.
Si a et b sont de même signe, je ne vois pas comment faire.
Pour passer du produit à la somme, je n'ai pas compris l'indication.

Posté par
lionel52
re : Limite d'un produit de suites 05-09-23 à 01:47

Que signifie "Un ne tend pas vers 1"

Posté par
lionel52
re : Limite d'un produit de suites 05-09-23 à 01:48

PS : ton idée premier post n'a AUCUNE chance de marcher. Je te laisse comprendre pourquoi

Posté par Profil Ramanujanre : Limite d'un produit de suites 05-09-23 à 02:51

C'est étrange que je galère autant sur cet exercice car il est considéré comme facile sur la fiche d'exercice. C'est le plus bas niveau de difficulté.
Par contraposée, supposons que (u_n) ou (v_n) ne tende pas vers 1.
Par symétrie, supposons que (u_n) ne tend pas vers 1.
Alors : \exists \varepsilon>0 \ \forall N \in \N \ \exists n \in \N \ \ (n \geq N \ \text{et} \ |u_n-1| > \varepsilon )
Mais je bloque ici pour montrer que (u_n v_n) ne tend pas vers 1.

Posté par
luzak
re : Limite d'un produit de suites 05-09-23 à 08:41

Dans le cas de la somme de suites tu peux supposer que les termes sont positifs.
Si l'une des deux (disons a) n'a pas une limite nulle, il existe \alpha tel pour tout p il existe q>p avec a_q\geq\alpha et...

Pour le produit tu commences par montrer qu'à partir d'un certain rang les termes sont non nuls et en prenant les logarithmes tu retrouves la somme de suites à termes négatifs...

Posté par
lionel52
re : Limite d'un produit de suites 05-09-23 à 09:27

Ramanujan @ 05-09-2023 à 02:51

C'est étrange que je galère autant sur cet exercice car il est considéré comme facile sur la fiche d'exercice. C'est le plus bas niveau de difficulté.
Par contraposée, supposons que (u_n) ou (v_n) ne tende pas vers 1.
Par symétrie, supposons que (u_n) ne tend pas vers 1.
Alors : \exists \varepsilon>0 \ \forall N \in \N \ \exists n \in \N \ \ (n \geq N \ \text{et} \ |u_n-1| > \varepsilon )
Mais je bloque ici pour montrer que (u_n v_n) ne tend pas vers 1.



Ben du coup il existe une infinité de n tels que u_n \leq 1 - \varepsilon

Posté par
jandri Correcteur
re : Limite d'un produit de suites 05-09-23 à 12:08

Bonjour,

pas besoin d'epsilon pour résoudre cette question, il suffit d'écrire en multipliant 0\leq v_n\leq 1 par u_n qui est positif :

0\leq u_nv_n\leq u_n\leq 1

Posté par Profil Ramanujanre : Limite d'un produit de suites 05-09-23 à 12:54

Je ne vois pas ce que ça apporte d'avoir une infinité de n tel que u_n \leq 1- \varepsilon.
Je ne comprends pas le lien avec (u_n v_n) qui ne tend pas vers 1.

@Luzak
Ca m'a l'air bien compliqué et je ne vois pas le rapport avec l'exercice.

@jandri
Merci j'ai honte de moi quand je vois la facilité de la réponse.
On a \forall n \in \N \ 0 \leq u_n \leq 1 et \forall n \in \N \ 0 \leq v_n \leq 1  donc 0 \leq u_n v_n \leq u_n \leq 1 et 0 \leq u_n v_n \leq v_n \leq 1  par passage à la limite on conclut immédiatement.

Posté par
lionel52
re : Limite d'un produit de suites 05-09-23 à 13:11

Peut être que pour cette infinité de n, on a

u_n v_n \leq (1 - \varepsilon) v_n \leq 1 - \varepsilon ?

Posté par Profil Ramanujanre : Limite d'un produit de suites 05-09-23 à 13:23

En effet merci.
On a même  u_n v_n < 1- \varepsilon donc u_n v_n -1 < -\varepsilon donc (u_n v_n) ne tend pas vers 1.



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