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suite de fonctions et convergence(3)

Posté par
robby3
19-04-07 à 21:46

Bonsoir à tous,toujours dans le meme sujet,en voici un autre qui risque de nous tenir plus longtemps:

\rm On definit une suite de fonctions(f_n) sur [0,\frac{\pi}{2}] par:
 \\ 
 \\ f_n(x)=n.sinx.(cosx)^n
 \\ 
 \\ Etudier sur [0,\frac{\pi}{2}] la convergence simple de la suite (f_n).
 \\ 
 \\ En considérant la limite de \Bigint_0^{\frac{\pi}{2}} f_n(x)dx,etudier la convergence uniforme sur [0,\frac{\pi}{2}] de la suite (f_n)

allez c'est parti!

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 21:52

Oh déjà pour la limite simple j'ai bien du mal!
J'arrive à majorer mais par n, ça sert pas à grand chose

Posté par
robby3
suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 21:53

juste une idée comme ça, (cosx)^n c'est le terme d'une suite géométrique de raison r=cos(x) tel que |r|<1 (car sur [0,pi2] donc cos(x)^n converge.
sin(x) est bornée...
lorque n est grand le tout tend vers l'infini non?
c'est curieux?

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 21:55

Ah ouais, j'avais oublier le coup du (cosx)^n comme suite géo.
Donc ça cvs vers 0 non ?

Posté par
Fractal
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 21:58

Re
sin(x) est une constante : on s'en occupe pas
Ensuite, cos(x) est constante, donc par croissance comparée (l'exponentielle l'emporte sur la puissance), la limite de n*cos^n(x) vaut 0 pour x différent de 0.
Pour x=0, sin(0)=0, donc la limite vaut également 0.
En conclusion, fn tend vers la fonction nulle sur [0,pi/2] (sauf erreur)

Fractal

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:00


Re, oui c'est exact, je savais que sin(x) on s'en moquait...aprés j'ai pas eu l'idée du n.cos^n(x)

bien vu!


Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:01

la limite de n*[cos(x)]^n=n*e^[n*ln(cos(x))]
pour que ça tende vers 0 il faut ln(cos(x))<0 non ?

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:02

Oui car le cos est compris entre 0 et 1, n'est-ce pas ?

Posté par
Fractal
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:02

Oui, et c'est le cas lorsque x est non nul, car alors cos(x) est strictement inférieur à 1.

Fractal

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:07

pour la suite,

\Bigint_0^{\frac{\pi}{2}} nsin(x)(cos(x))^n

nsin(x)(cos(x))^n
ça ressemble à nU'U^(n-1)...=(U^n)'

non?
qu'en pensez vous?

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:08

ouais non ,en fait ça sert a rien!

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:09

Dans la suite, j'aurais tendance à dire que \Bigint_{0}^{\frac{\pi}{2}}f_n(x)dx \longrightarrow_{n\to+\infty} \Bigint_{0}^{\frac{\pi}{2}}f(x)dx =0 ??

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:10

Mais avant je pense qu'il faut montrer que fn cvu sur [0,pi/2] sinon on n'est pas assuré de l'existence de l'intégrale !

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:13

bah justement pour montrer cette convergence uniforme ils veulent qu'on regarde la limite de l'intégrale...
(je pense savoir la conclusion...limite de focntions continues... )

Posté par
perroquet
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:13

C'est l'idée de robby3 qui est correcte. Il faut calculer la valeur exacte de l'intégrale I_n, puis en faire la limite. A ce moment-là, vous vous rendrez compte que la conjecture de H_aldnoer est fausse

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:17

Ah bah pince alors!
Cette intégrale elle vaut : [-\frac{cos(x)^{n+1}}{n+1}]_0^{\frac{\pi}{2}}=\frac{1}{n+1} no?

Posté par
un1
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:18

Bonsoir
tu as omis le n

Posté par
perroquet
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:19

Un "n" a été oublié. L'intégrale vaut n/(n+1)

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:19

Ah oui!
\frac{n}{n+1}=\frac{1}{1+\frac{1}{n}}\longrightarrow_{n\to+\infty}1

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:21

oui j'ai ça,mais aprés j'en conclue que ça converge pas uniformément non??

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:21

mais pourquoi ?

Posté par
un1
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:23

oui car s'il y avait convergence uniforme on aurait la convergence de cette intégrale vers 0

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:23

non en fait ce que je pensais est faux mon raisonnement n'est pas correct...je sais pas,je cherche encore.

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:25

oui c'est ce que je pensais mais l'énoncé c'est la limite uniforme de fonctions continues est continue.

ici la limite uniforme des fn c'est 1 non?
et 1 est continue,c'est pour ça que j'ai pensé que mon raisoonnement était erroné.

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:26

S'il y avait cvu, on aurait bien |fn-f|<e non ?

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:27

ok un 1 je crois que c'est bon!
ici en fait la limite n'est pas uniforme!! c'est ça?

Posté par
un1
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:28

oui exact pas de convergence uniforme

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:28

le sup de ce que t'a marqué oui

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:28

j'ai rien capté!

Posté par
un1
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:28

de plus tu disais que c'était 1 mais ce n'est pas possible car ça converge simplement déjà vers O

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:29

je suis ok avec la limite de l'intégrale qui vaut 1, mais comment on en déduit quelque chose sur la cvu du fn ?

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:29

convergence uniforme c'est le sup|fn-f| qui doit tendre vers 0

convergence simple c'est juste |fn-f|->0 sauf erreur.

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:30

t'es d'accord que fn(x) est une suite de fonctions continues?

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:33

oui

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:36

la limite uniforme de fonctions continues est continue

ça tu connais aussi (souvient toi en topo avec Kaiser)


ici c'est la contraposé je crois .

Posté par
un1
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:37

je ne suis pas d'accord

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:38

qu'est-ce donc ?

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:38

ahh bon bah alors j'ai dit une betise (pour changer! )

Posté par
un1
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:40

désolée de me mêler mais ce n'est pas ça la raison selon moi

ce serait plutôt si fn conver unif sur l'intervalle ce serait forcément vers 0 car lim simple

|intégrale|<=itégrale||<=e ce qui n'est pas possible car on a trouvé 1

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:43

Citation :
si fn conver unif sur l'intervalle ce serait forcément vers 0 car lim simple


la ok!!

ok pour la suite aussi!!

Merci c'est bien plus claire comme tu l'a marqué!!
Merci Un 1,Perroquet et Fractal.

(un autre H)

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:44

En faite on a :
|\Bigint_{0}^{\frac{\pi}{2}} fn(x)-f(x)dx|\le \Bigint_{0}^{\frac{\pi}{2}} |fn(x)-f(x)|dx\le \Bigint_{0}^{\frac{\pi}{2}} edx si fn cvu

?

Posté par
un1
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:44

je ne suis pas invitée!!

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:47

ta premiere inégalité est une propriété du cours.
la deuxieme vient de la premiere question...|fn-f|->0 donc il existe e>0...|fn-f|<e...

or ici int(|fn-f|)->1

on aurait donc 1<=0 ...enfin si j'ai bien saisi!

Posté par
un1
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:47

pas il existe mais quelque soit e

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:48

Citation :
je ne suis pas invitée!!


Bien sur que SI!!!

tout le monde est convié!!

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:49

ahh oui exact!!

Posté par
un1
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:49

Bon je vous dis bonne soirée et bonne continuation

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:50

J'ai compris!
Merci à tous!

tu balance un autre exo robby ? J'commence à fatigué moi !!

Posté par
H_aldnoer
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:50

Merci à toi un 1 (lol, j'adore ton pseudo !!)

Posté par
robby3
re : suite de fonctions et convergence(3) 19-04-07 à 22:50

ahh bah si tu déclines mon invitation,bonne soirée et à bientot.
merci encore de ton aide!

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