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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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théorie intégration

Posté par
clara301002
30-11-22 à 17:27

Bonjour, j'ai un DM à rendre et je rencontre quelque difficultés :

1/  lim de l'intégrale ( 0 à PI/2) [racine carré(nsin(x/n)) dx] ?
      n→∞

j'ai trouvé la majoration racine carré de x et en intégrant j'ai trouvé (pi/2)^(3/2)  * 2/3 grâce au théorème de convergence dominée

2/Soit f : |R → |R une fonction intégrable sur |R et (an) ∈ R+ /0  telle que somme[(an)^-1] < +infini. On pose fn(x) = f(an, x).
  
   a) montrer que la série SOMME( intégrale|fn(x)|dx ) est convergente
   b) déduire que lim f(an*x) = 0 en l'infini pour presque tout x dans |R

Voilà si vous avez des pistes pour commencer je suis preneuse car je ne sais pas par où commencer .. Merci !


Posté par
carpediem
re : théorie intégration 30-11-22 à 18:09

salut

à priori le théorème de convergence dominée ne permet pas de calculer une intégrale mais de justifier son existence ...

pourrais-tu nous détailler l'obtention de ton résultat ?

clara301002 @ 30-11-2022 à 17:27

On pose fn(x) = f(an, x).
vu la virgule ce n'est pas clair !!

a-t-on une fonction à une ou deux variables ?

enfin il existe des liens (en dessous de ce cadre) pour écrire des indices ou des exposants : X2 et X2 car ce n'est guère lisible ...

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 18:14

carpediem @ 30-11-2022 à 18:09

salut

à priori le théorème de convergence dominée ne permet pas de calculer une intégrale mais de justifier son existence ..j'ai trouvé que (nsin(x/n)) tend vers x donc fn(x) ->racine(x)

pourrais-tu nous détailler l'obtention de ton résultat ?

clara301002 @ 30-11-2022 à 17:27

On pose fn(x) = f(an, x).
vu la virgule ce n'est pas clair !!

a-t-on une fonction à une ou deux variables ?

enfin il existe des liens (en dessous de ce cadre) pour écrire des indices ou des exposants : X2 et X2 car ce n'est guère lisible ...

Posté par
alb12
re : théorie intégration 30-11-22 à 18:18

salut,
juste en passant.


\begin{aligned}
I_n=\int_0^\frac{\pi}{2}\sqrt{n\sin\left(\frac{x}{n}\right)}\mathrm{d}x
\end{aligned}


 \\ \begin{aligned}
 \\ I_n=\int_0^\frac{\pi}{2}\sqrt{n\sin\left(\frac{x}{n}\right)}\mathrm{d}x
 \\ \end{aligned}
 \\

pour etre sur que tout le monde ait le meme affichage:

\begin{aligned}
 \\ I_n=\int_0^\frac{\pi}{2}\sqrt{n\sin\left(\frac{x}{n}\right)}\mathrm{d}x
 \\ \end{aligned}

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 18:19

fn(x) est continue donc mesurable, elle est positive pour x [0, pi/2] et j'ai trouvé racine (x) comme majoration donc en appliquant le théorème de convergence dominée je rentre la limite dans l'intégrale et je calcule l'intégrale de racine(x) entre 0 et pi/2 et je trouve le résultat donné.

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 18:30

carpediem @ 30-11-2022 à 18:09

salut

à priori le théorème de convergence dominée ne permet pas de calculer une intégrale mais de justifier son existence ...

pourrais-tu nous détailler l'obtention de ton résultat ?

clara301002 @ 30-11-2022 à 17:27

On pose fn(x) = f(an, x).
vu la virgule ce n'est pas clair !!
fn(x) = f(anx
a-t-on une fonction à une ou deux variables ?

enfin il existe des liens (en dessous de ce cadre) pour écrire des indices ou des exposants : X2 et X2 car ce n'est guère lisible ...

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 18:31

voilà j'espère que c'est plus clair, j'avais pas vu les fonctionnalités en bas

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 18:46

c'est surtout pour l'exercice 2 que j'aurai besoin d'aide car je ne sais pas du tout par où commencer ..

Posté par
carpediem
re : théorie intégration 30-11-22 à 18:51

2/ le changement de variable u = a_nx devrait résoudre ton problème ...

PS : il est inutile de citer l'entièreté d'un msg qui rallonge inutilement les pages !! sélectionne ce qui t'intéresse ... comme je l'ai fait pour répondre ...

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 19:14

ok merci je ferai attention la prochaine fois

pour montrer la convergence de la somme de l'intégrale de |f(u)|du
je ne sais pas du tout comment faire même avec le changement de variable

Posté par
carpediem
re : théorie intégration 30-11-22 à 20:04

\sum_0^{n} \int |f_k(x)|dx = \sum_0^n \dfrac 1 {a_k} \int |f(u)|du = ...

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 20:19

je dois montrer qu'elle est inférieure à un certain epsilon ?

Posté par
carpediem
re : théorie intégration 30-11-22 à 20:24

1/ peut-être déjà finir/poursuivre raisonnablement le calcul

2/ tu as des hypothèses dans l'énoncé ...

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 20:40

je peux sortir l'intégrale de la somme comme elle ne dépend pas de k ?

Posté par
carpediem
re : théorie intégration 30-11-22 à 20:53

ben oui

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 21:09

ok donc l'intégrale est positive et somme(1/an) < +infini d'où le produit des deux est st inférieur à plus l'infini donc converge
voila c'est tout ?
merci

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 21:23

et pour le b) je dois utiliser le changement de variable ou pas du tout ?

Posté par
carpediem
re : théorie intégration 30-11-22 à 22:21

ce n'est pas que l'intégrale soit positive qui importe (c'est une évidence) mais surtout c'est que f est intégrable donc cette intégrale existe et est finie

ensuite la suite n \mapsto s_n = \sum_0^n \dfrac 1 k est croissante et majorée par sa limite qui est finie par hypothèse

b/ que peut-on dire de u_n si \sum u_n < + \infty  ?

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 22:30

[quote ] b/ que peut-on dire de u_n si \sum u_n < + \infty  ?

alors un converge vers une limite finie

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 22:55

carpediem @ 30-11-2022 à 22:21


b/ que peut-on dire de u_n si \sum u_n < + \infty  ?


alors  somme 1/un tend vers 0 ??

Posté par
carpediem
re : théorie intégration 30-11-22 à 23:04

si

clara301002 @ 30-11-2022 à 22:55

alors  somme 1/un tend vers 0 ??
alors quelle est la limite de u_n ?

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 23:22

u_n c'est une suite quelconque ici ?

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 30-11-22 à 23:24

la limite de u_n est zéro si le somme est inférieur à + infini

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 01-12-22 à 10:46

carpediem @ 30-11-2022 à 22:21


b/ que peut-on dire de u_n si \sum u_n < + \infty  ?
*

ici on peut dire que un converge si sa somme est inférieure a l'infini

Posté par
clara301002
re : théorie intégration 01-12-22 à 11:17

ah ben si 1/u_n tend vers 0, u_n  tend vers + l'infini

Posté par
carpediem
re : théorie intégration 01-12-22 à 19:33

on a montré que la somme

carpediem @ 30-11-2022 à 20:04

\sum_0^{n} \int |f_k(x)|dx = \sum_0^n \dfrac 1 {a_k} \int |f(u)|du
converge donc le terme général (de cette somme) tend vers 0

donc le résultat est (presque) immédiat ...



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