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Niveau Maths sup
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suite recurrente

Posté par
symbabalou
24-12-14 à 18:00

Bonsoir je bloque une question de mon dm qui est :
justifier que cos x admet un unique point fixe et qu'il est attractif. Etudier la nature des suites du type u(n+1)=cos(un)
en fonction de Uo
merci d'avance

Posté par
francois5
re : suite recurrente 24-12-14 à 18:16

Salut, pour étudier une suite récurrente, il faut commencer par trouver un intervalle "stable" de définition, c'est-à-dire un intervalle I tel que f(I) \subset I. Ici f=\cos, à toi de trouver un bon intervalle stable pour commencer...

Posté par
symbabalou
suite recurrente 24-12-14 à 18:33

[-1;1] est un intervalle stable pour cosinus

Posté par
francois5
re : suite recurrente 24-12-14 à 18:59

D'accord, alors pour la suite on peut réduire à [0,1] comme intervalle stable à partir d'au moins u_2. En effet, on prendra u_0 quelconque et on obtient u_1 dans [-1,1], puis cos est positive sur [-1,1], donc u_2 \in [0,1] et [0,1] est stable pour cos.

Avant la suite, pour t'expliquer mon but, c'est qu'on te demande de prouver l'existence d'un point fixe pour la suite définie par u_{n+1}=\cos(u_n). L'idée est de montrer que la suite (u_n) converge vers un réel L, et alors par passage à la limite, tu auras L=cos(L), ce qui permet de conclure.

Prouvons donc que la suite (u_n) converge.
f=cos est décroissante sur [0,1], donc f \circ f est croissante sur [0,1].
Peux-tu montrer (par récurrence) que, pour une suite (x_n) définie par x_{n+1}=f \circ f(x_n), la suite (x_n) est monotone ?

Après ça, on peut poser les suites v_n=u_{2n} et w_n=u_{2n+1} vérifiant les relations v_{n+1}=f \circ f (v_n) et w_{n+1}=f \circ f (w_n). On en déduit que (v_n) et (w_n) sont monotones, et sont bornées (dans [0,1]), donc convergent, et ce vers la même limite. Ce sont des suites extraites de (u_n), qui converge donc aussi...

Posté par
symbabalou
suite recurrente 25-12-14 à 16:34

J'ai réussi la question merci beaucoup pour votre aide.
Bonnes fêtes de fin d'année.

Posté par
symbabalou
suite recurrente 25-12-14 à 16:41

A vrai dire je n'ai montré seulement l'existence d'un unique point fixe et non qu'il est attractif ...

Posté par
symbabalou
suite recurrente 25-12-14 à 16:48

est-ce parce que le point fixe appartient à [-1;1] et est ainsi inférieur à 1 ?



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