Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Maths sup
Partager :

Théorème des valeurs intermédiaires

Posté par
amlas
07-10-13 à 21:29

bonsoir tout le monde
svp est ce que vous pouvez m aider a resoudre cet exercice

Soient f et g deux fonctions définies sur [0;1] à valeurs dans [0;1]

avec f et g sont continues sur [0;1]

supposons que x[0;1]  fog(x) = gof(x)

-montrer que [0;1]  f()=g()

Posté par
Narhm
re : Théorème des valeurs intermédiaires 07-10-13 à 22:28

Bonjour,

Par l'absurde, si la fonction f-g ne s'annule pas alors elle est de signe constant sur [0,1].
Quitte à prendre g-f, on peut supposer f-g strictement positive i.e. f>g.

Soit a un point fixe pour f (pourquoi un tel point existe-t-il ?), que dire de la suite donnée par u_0=a, u_{n+1}=g(u_n) : monotonie, convergence ?

Posté par
WunderBarbu
re : Théorème des valeurs intermédiaires 07-10-13 à 22:31

Salut,

supposons que f>g
alors f\circ g > g\circ f, ce qui est absurde l'après l'hypothèse
donc il existe x_0 tel que f(x_0)\leq g(x_0) donc (f-g)(x_0)\leq 0

si f(x_0)=g(x_0) on tient notre alpha
sinon on a une inégalité stricte

supposons que g>f
comme précédemment on trouve un x_1 tel que (f-g)(x_1)\geq 0
si on a égalité on tient notre alpha sinon on a inégalité stricte

La continuité et le TVI permet de conclure.

Posté par
amlas
Théorème des valeurs intermédiaires 07-10-13 à 22:45

oh mon dieu
merci beaucoup pour votre aide, c trop gentil de votre part. Je vous en suis très reconnaissante

Posté par
WunderBarbu
re : Théorème des valeurs intermédiaires 07-10-13 à 22:54

Pas de quoi

Posté par
Narhm
re : Théorème des valeurs intermédiaires 07-10-13 à 22:55

WunderBarbu: comment passes-tu de ton hypothèse f>g à f\circ g>g\circ f ?

Posté par
WunderBarbu
re : Théorème des valeurs intermédiaires 07-10-13 à 22:57

grâce au fait que les fonctions sont définies de [0,1] dans [0,1]

Posté par
Narhm
re : Théorème des valeurs intermédiaires 07-10-13 à 23:03

C'est à dire ?

Posté par
WunderBarbu
re : Théorème des valeurs intermédiaires 07-10-13 à 23:08

car \left(g\circ f\right)\left([0,1] \right)\subset g\left([0,1] \right)

et vice versa

Posté par
Narhm
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 00:13

Mais la condition f>g dit seulement \forall t\in [0,1], f(t)>g(t) et non \forall t,s\in [0,1], f(t)>g(s).

Posté par
WunderBarbu
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 09:56

Oui l'énormité de mon erreur m'a sauté aux yeux en éteignant l'ordinateur.

Posté par
Narhm
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 10:39

Pas de problème : )
Je voulais juste noter le soucis, de plus tu n'utilises pas la compacité alors qu'elle est nécessaire ici (l'énoncé serait faux sur ]0,1] par exemple.)

Posté par
amlas
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 10:40

mais....

si on suppose que f(x)supérieur à g(x)
alors f((g(x))supérieur à g(g(x))  et g(f(x)) inférieur a g(g(x))
donc fog(x) supérieur a x   et gof(x) inférieur a x
donc gof(x) inferieur a fog(x)
alors qu ils sont egaux dapres l hpothese

Posté par
Narhm
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 10:58

Citation :
alors f((g(x))supérieur à g(g(x))  et g(f(x)) inférieur a g(g(x))

Non, au mieux g(f(x)) est inférieur à f(f(x)).

Citation :
donc fog(x) supérieur a x   et gof(x) inférieur a x

D'où sort le 'x' ?

Posté par
WunderBarbu
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 12:39

On va montrer par l'absurde l'existence de ce alpha.

Supposons donc que f-g>0 (même démarche pour f-g<0)

1. On montre que g admet un point fixe en étudiant g(x)-x
g(0)-0=g(0) donc si g(0)=0 on a un point fixe en 0
                 sinon g(0)>0

g(1)-1 <= 0 donc si g(1)=1 on a un point fixe en 1
                 sinon g(1)-1<0

Par continuité de la fonction et d'après le TVI on a l'existence d'un point fixe x.

2. g(f(x))=f(g(x))=f(x)
donc f(x) est un point fixe de g et d'après notre hypothèse, f(x)>g(x) donc f(x)>x

de plus g(f²(x))=f(g(f(x))=f²(x) donc f²(x) est aussi un point fixe
on a f²(x)>g(f(x)) donc f²(x)>f(x)

on a donc (f^n(x))_n une suite croissante majorée donc elle converge vers l

Comme on est dans un compact ( ), cette limite appartient à [0,1]
on va donc avoir f(l)=l et g(l)=l ce qui est absurde

Posté par
Narhm
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 13:31

Ok cette fois : )
(C'est exactement ce qui était suggéré dans mon premier message finalement)

Posté par
WunderBarbu
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 13:36

Exact, je n'avais pas vu le premier message , ça m'aura fait cherché comme ça.

Posté par
amlas
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 13:44

mais je pense qu on peut resoudre cet exeercice sans poser de suite, car ca me rend un peu confuse a vrai dire.
Et en plus l 'exercice est donne dans le chapitre continuite et limites  qui est avant celui des suites

Posté par
amlas
Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 20:54

bonsoir tout le monde
svp est ce que vous pouvez m aider a resoudre cet exercice

Soient f et g deux fonctions définies sur [0;1] à valeurs dans [0;1]

avec f et g sont continues sur [0;1]

supposons que x[0;1]  fog(x) = gof(x)

-montrer que [0;1]  f()=g()

*** message déplacé ***

Posté par
WunderBarbu
re : Théorème des valeurs intermédiaires 08-10-13 à 21:04

Bonsoir,

Waoh, on t'a donné un tel exo sans indication?

*** message déplacé ***



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !