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Niveau Maths sup
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limite d'une integrale

Posté par san (invité) 05-01-07 à 13:42

salut tout le monde
je veux calculer cette limite
\lim_{n\to +\infty}\int_0^{1} nf(t)exp(-nt) dt
avec f une fonction continue de [0,1] vers
j'ai essayer au depart d'utiliser l'inégalité de cauchy schwartz mais ça n'a pas marcher

Posté par
Rouliane
re : limite d'une integrale 05-01-07 à 13:52

Bonjour,

Essaye de commencer par encadrer ta fonction f.

Posté par
Rouliane
re : limite d'une integrale 05-01-07 à 13:54

non pardon ça n'a pas l'air de marcher.

Posté par Chimomo (invité)re : limite d'une integrale 05-01-07 à 14:06

Regardes d'abord ce que ça donne pour uen fonction constante.

Puis essaye avec une fonction en escalier

Ensuite prends une suite de fonctions en escalier qui tend vers f .

Posté par san (invité)re : limite d'une integrale 05-01-07 à 14:44

f est une fonction quelconque je pense qu'il faut utiliser le theoreme de la convergence dominée

Posté par
Cauchy
re : limite d'une integrale 05-01-07 à 15:40

Bonjour,

tu peux essayer de couper l'integrale en deux morceaux aussi.

Posté par Chimomo (invité)re : limite d'une integrale 05-01-07 à 15:47

La convergence dominée est plsu simple (mais pas pour une fonction quelconque quand même) mais come ca semble une sujet de sup, je penses qu'il vaut mieux éviter.

Posté par san (invité)re : limite d'une integrale 05-01-07 à 16:07

la seule supposition que je peux tirer de la continuité de f c'est que f est bornée mais je n'avance pas

Posté par san (invité)re : limite d'une integrale 05-01-07 à 16:08

et je ne trouve pas une fonction dominante

Posté par Chimomo (invité)re : limite d'une integrale 05-01-07 à 19:05

La continuité de f te dit qu'elle est réglée (limite uniforme d'une suite de fonction en escalier).

Donc, comme le résultat ne semble pas trop compliqué pour une fonction constante (donc pour une fonction en escalier en découpant suivant une subdivision adaptée), tu peux essayer de passer aux fonctions continues.

Posté par san (invité)re : limite d'une integrale 05-01-07 à 22:11

il me semble que ça ne va rien donner

Posté par Chimomo (invité)re : limite d'une integrale 06-01-07 à 11:13

Je me suis peut être mal exprimé.

Pour une fonction constante égale à c, ça tend vers c.

Donc pour une fonction en escalier, en découpant ça tend vers l'intégrale de cette fonction.

Maintenant pour une fonction continue, prenons e>0, et évalue la différence entre l'intégrale donnée et l'intégrale de f. Tu remplaces f par f-g+g avec g une fonction en escalier qui approche f à e prés, et tu conclue.

Posté par san (invité)re : limite d'une integrale 06-01-07 à 14:15

svp developpes encore ta methode Mr Chimono

Posté par
Cauchy
re : limite d'une integrale 06-01-07 à 16:47

Salut,

j'ai pas l'impression que ca tend vers l'integrale de la fonction.

Si tu prens e>0 tu regardes l'integrale sur [e,1],on peut par convergence uniforme vers 0 montrer que ca tend vers 0.

Sur le bout restant par continuité de f,on doit pouvoir montrer que ca tend vers f(0).A verifier.

Posté par san (invité)re : limite d'une integrale 06-01-07 à 18:08

pour la prenière etape je suis d'accord mais pour la suite je ne vois pas comment on peut trouver que ça tend vers f(0)

Posté par Chimomo (invité)re : limite d'une integrale 06-01-07 à 18:13

effectivement tous les morceaux dans le découpage de l'intégrale pour les fonctions en escaliers tendent vers 0 qauf le premier, donc ça va tendre vers f(0).

Désolé de t'avoir induit en erreur, j'aurais du essayer de le rédiger.

Posté par
Cauchy
re : limite d'une integrale 06-01-07 à 18:18

On regarde:

3$\|\int_{0}^{\eps}n(f(t)-f(0))e^{-nt}dt\|\leq \int_{0}^{\eps}|f(t)-f(0)|ne^{-nt}dt.

f est continue sur 3$[0,\eps] donc il existe \alpha tel que 3$\forall x \in [0,\eps]\;|f(x)-f(0)|\leq \alpha.

D'ou: 3$\int_{0}^{\eps}|f(t)-f(0)|ne^{-nt}dt \leq \alpha \int_{0}^{\eps} ne^{-nt}dt=\alpha) [-e^{-nt}]_{t=0}^{t=\eps}=\alpha (1-e^{-n\eps})

Posté par san (invité)re : limite d'une integrale 06-01-07 à 18:43

désole mais je ne comprends pas pourquoi ça tend vers 0

Posté par san (invité)re : limite d'une integrale 06-01-07 à 18:44

je veux dire f(0)

Posté par
Cauchy
re : limite d'une integrale 06-01-07 à 18:52

Tu veux montrer que pour tout eps>0,il existe un N tel que pour n>=N,

3$\|\int_{0}^{1}(f(t)-f(0))ne^{-nt}\| \leq \eps

Tout d'abord il existe un certain 3$\alpha tel que pour 3$x\leq \alpha on ait: 3$|f(x)-f(0)| \leq \eps.

L'integrale du premier morceau est alors majorée par 3$\eps.
Ensuite il existe un N tel que l'intégrale du second soit plus petite que 3$\eps.

Posté par san (invité)re : limite d'une integrale 06-01-07 à 19:21

ok je vois maintenant merci pour le coup de main

Posté par
Cauchy
re : limite d'une integrale 06-01-07 à 20:07

De rien



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