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Niveau Licence Maths 1e ann
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Unicité de la limite d'une fonction

Posté par
nils290479
11-01-14 à 22:58

Bonsoir,

Je suis en train de travailler sur la démonstration de l'unicité de la limité d'une fonction, et j'ai trouvé cette démonstration sur internet (cf. image ci-dessous)

Je ne parviens pas à comprendre la dernière ligne : comment passe-t-on de
0<|l-l'|\le|f(x)-l|+|f(x)-l'|\le2\epsilon
à
0<|l-l'|\le0

puisque \epsilon>0

Merci d'avance

NB : La démonstration est tirée du site : http://jaimelesmaths.voila.net/Capes/Lecon_58.pdf

Unicité de la limite d\'une fonction

Posté par
LeDino
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:10

La fin est un peu "pataude"...
0 < |l-l'| <= |l-l'|/2  est déjà absurde
... car un nombre positif ne peut pas être inférieur à sa moitié...

Maintenant la démo est juste et correspond à un simple jeu d'écriture :
0 < |l-l'| <= |l-l'|/2   ==>  |l-l'| - |l-l'|/2  <= 0  d'où la conclusion...

Posté par
verdurin
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:11

Bonsoir,
on a 0\le|l-l'|\le2\epsilon quelque soit \epsilon strictement positif.
Or 0 est la borne inf des réels strictement positifs.

Posté par
WilliamM007
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:13

Bonsoir.

Il s'agit simplement d'un passage à la limite.
On démontre que pour tout >0, alors |l-l'|<2, donc en particulier pour 0 :
|l-l'|0
On peut écrire ça car |l-l'| est une constante indépendante de x, et la seule manière qu'une constante soit toujours inférieure à 2 est qu'elle soit négative.
L'absurdité provient du fait que c'est une constante strictement positive...

Posté par
ThierryPoma
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:30

Bonsoir,

Seules les explications de LeDino ont un rapport avec le texte démonstratif proposé. Celles de Verdurin seraient valables dans un texte utilisant un raisonnement direct.

@WilliamM007 :

Citation :
[L]a seule manière qu'une constante soit toujours inférieure à 2 est qu'elle soit négative.


Peux-tu préciser la partie en gras ?

Thierry

Posté par
nils290479
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:32

Bonsoir LeDino, verdurin et WilliamM007, et merci pour réponses

Citation :
On peut écrire ça car |l-l'| est une constante indépendante de x, et la seule manière qu'une constante soit toujours inférieure à 2 est qu'elle soit négative.

WilliamM007, je ne comprends pas bien ce point là. Ce que je ne comprends pas est que étant donné que 2\epsilon>0, alors les seules manières qu'une constante soit toujours inférieure à 2\epsilon est qu'elle est soit nulle ou négative, non ?

Merci d'avance.

Posté par
verdurin
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:36

Salut ThierryPoma,
c'est vrai que je préfère les raisonnements directs aux raisonnements par l'absurde.
Je me suis laisser emporter.

Posté par
verdurin
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:38

@ nils290479 0 est négatif (et positif) dans les conventions habituelles en France.

Posté par
ThierryPoma
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:39

Salut Verdurin.

Ton explication servira toujours à nils290479.

Bonne nuit....

Posté par
nils290479
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:40

Merci Verdurin

Posté par
verdurin
re : Unicité de la limite d'une fonction 11-01-14 à 23:58

Service

Posté par
WilliamM007
re : Unicité de la limite d'une fonction 12-01-14 à 00:30

@ ThierryPoma et @ nils290479

Citation :
On peut écrire ça car |l-l'| est une constante indépendante de x, et la seule manière qu'une constante soit toujours inférieure à 2 est qu'elle soit négative.


D'une part, pour moi "négative" signifie en fait "négative ou nulle"

D'autre part, il faut comprendre "soit toujours inférieure à 2, pour tout >0".
Il est clair que si ce n'est vrai que pour un seul >0, alors on ne peut pas en conclure que la constante est négative (ou nulle).

Et le fait que ce soit une constante indépendante de x est important. En effet, de manière générale on est souvent amener à majorer la quantité |f(x)-l| par , c'est-à-dire écrire :
|f(x)-l|<.
On ne peut clairement pas ici appliquer le même raisonnement et en déduire que |f(x)-l|0.
Pourquoi ? Cela se voit bien si l'on écrit les quantificateurs proprement. Par exemple dire que f(x) tend vers l en a :
>0,>0/x,|x-a|<|f(x)-l|<
Il est donc faux de dire que pour tout >0, |f(x)-l|<.
Il faut dire que pour tout >0, et pour tout x assez proche de a, |f(x)-l|<. Aucune raison donc ici de pouvoir passer à la limite 0 car à chaque fois que l'on prend un nouvel , le domaine des x où l'inégalité est vraie varie.

Par contre, dans le cas d'une constante indépendante de x, eh bien on se débarrasse justement du problème de la dépendance en x. On prend >0, et on a directement |l-l'|<. Dire ici que ce serait vrai seulement pour x assez proche de a n'aurait aucun sens, puisqu'on majore une quantité indépendante de x, donc ce dernier n'intervient pas. C'est la raison pour laquelle ici on peut passer à la limite 0 et en déduire |l-l'|0 (et même =0 car une valeur absolue est nécessairement positive, mais là on voyait la quantité comme une constante, et on ne s'intéressait pas tellement à sa qualité de valeur absolue).
On pourrait le voir légèrement différemment en se disant que |l-l'|< pour tout >0, c'est en fait dire que l'l, ou plutôt f(x)l, où f est la fonction constamment égale à l'. Une telle limite ne peut bien sûr se produire que si l=l'.

En espérant que ce soit un peu plus clair pour nils290479...



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