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méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel

Posté par
chardassau
27-12-06 à 11:39

J'ai un problème qui revient souvent et je ne sais jamais comment il faut faire.
Ma question est donc simple y a t'il une(des) méthode(s) pour prouver que quelques choses (en particulier un réel solution d'une équation) est unique et si oui la(les)quelle(s) ?
Merci de me répondre.

édit Océane : niveau renseigné

Posté par
raymond Correcteur
méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 11:41

Bonjour.

Ton problème est trop vaste pour pouvoir y répondre.
Propose nous quelques exemples concrets.

A plus RR.

Posté par
chardassau
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 11:50

ok l'exemple:

montrer qu'il existe un unique réel xn positif tel que fn(xn)= 0 et que xn]0;1[
(fn(x)=-1+xk et n2)

Posté par
raymond Correcteur
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 11:59

Je précise ta fonction au niveau du sigma :

3$\textrm f_n(x) = -1 + \Bigsum_{k=1}^{n}x^k

Est-ce bien cela ?

A plus RR.

Posté par
chardassau
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:01

oui c'est cela

Posté par
Ksilver
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:05

Salut !


calcule la dérivé de ta fonction : elle est positive ! donc ta fonction est croissante (strictement) : f(0) =-1 <0 et f(1) = n-1 > 0 donc f admet au moins un zero entre 0 et 1 car f est continu (TVI ) et ce zero et unique car f est croissante.

Posté par
chardassau
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:08

ok merci mais c'est juste ça la méthode pour prouver que le réel est unique?

Posté par
Ksilver
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:13

ba la seul methode un peu géneral pour montrer que quelque cose est unique , c'est de supposer qu'il y en a deux et de montrer qu'ils sont egaux...


mais dans le cas des zéros d'une fonction réelles c'est pas adapté du tous : une étude de fonction qui va déterminer tous les zero est beaucoup plus efficace.

Posté par
raymond Correcteur
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:13

Dans le cas d'une fonction, on utilise très souvent le théorème des valeurs intermédiaires.

Ici, fn est polynômiale, donc continue et dérivable.

2$\textrm f^'_n(x) = \Bigsum_{k=1}^{n}k.x^{k-1}

On remarque que f'n est positive sur l'intervalle I = [0,1] (somme de termes positifs).
Donc fn est croissante sur I.
Or, fn(0) = -1 et fn(1) = n - 1.
Donc, pour n supérieur ou égal à 2, fn réalise une bijection de [0,1] sur [-1,n-1].
Comme 0 est dans [-1,n-1], par le théorème des valeurs intermédiaires :
il existe un unique xn dans ]0,1[ tel que fn(xn) = 0.

A plus RR.

Posté par
chardassau
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:19

un dernier truc  pourquoi fn(1)=n-1?

Posté par
raymond Correcteur
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:25

Développe ton sigma :

fn(x) = -1 + x + x2 + ... + xn et remplace x par 1.

A plus RR.

Posté par
chardassau
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:27

ok merci pour ton aide

Posté par
raymond Correcteur
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:29

Pas de quoi.
On ne te demande pas d'étudier la suite (xn) ?
Cordialement RR.

Posté par
chardassau
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:49

si la je suis en train de le faire il faut prouver quelle est monotone et quel converge vers L[0;1[ en montrant que fn+1(xn)supérieure à 0 mais jé du mal a trouver ke xn est monotone

Posté par
chardassau
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 12:52

en fait je ne comprend pas pourquoi xn est une suite alors que l'on viend de dire que xn été un réel positif

Posté par
raymond Correcteur
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 13:15

Il existe un xn pour chaque fn.
Pour voir un peu comment cela se passe, dessine f2, f3, ... grossièrement entre 0 et 1.
Tu sais que fn(0) = -1, fn(1) = n-1.
Ensuite tu remarques que fn+1(x) = fn(x) + xn+1.
Donc fn+1(x) fn(x).

A plus RR.

Posté par
chardassau
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 13:45

mais pour xn0 et n pair on a xn+10 et ça ne marche pas donc on prend xn qu'entre 0 et 1 ?

Posté par
raymond Correcteur
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 13:58

Tu étudies tes fn sur I = [0,1] et tu sais que 0 < xn < 1.
Remarque que fn+1(x) = fn(x) + xn+1
Donc : fn+1(x) > fn(x). (la courbe de fn+1 est au dessus de celle de fn).

Alors en remplaçant x par xn :
fn+1(xn) > fn(xn). Donc, par définition de xn :
fn+1(xn) > 0
comme fn+1 est croissante, cela veut dire qu'elle s'annule avant xn.
D'où : xn+1 < xn.

La suite (xn) est décroissante.
Comme elle est minorée par 0, elle converge vers une limite l positive.

A plus RR.

Posté par
chardassau
re : méthode de travail pour prouver l'unicité d'un réel 27-12-06 à 14:12

a ok je n'avai pas compri comme ça



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