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Niveau maths spé
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utilisation de la convexité pour monotonie et convergence

Posté par
marcsa
20-10-18 à 07:50

Bonjour à toutes et tous,

Je sollicite votre aide pour résoudre cet exercice:

Soit x0 R.
On définit la suite (un) par u0 = x0 et, n N ; un+1 = Arctan(un).
1. (a) Démontrer que la suite (un) est monotone et déterminer, en fonction de la valeur de x0, le sens de variation de (un).
(b) Montrer que (un) converge et déterminer sa limite

On posera f(x)=arctan(x). Faire un dessin et utiliser la convexité de arctan
pour obtenir rapidement la monotonie de f et la que la convergence.

Je sais faire cet exercice sans utiliser la convexité en posant g(x)=f(x)-x qui est strictement décroissance sur R. Mais je ne vois pas comment faire avec la convexité.
Pourriez- vous m'aider s'il vous plaît?

Merci par avance, Bonne journée

Posté par
luzak
re : utilisation de la convexité pour monotonie et convergence 20-10-18 à 09:58

Bonjour !
La fonction \arctan n'est pas convexe !

Si une fonction est concave, le graphe est "au-dessous" de la tangente !
Dans ton cas cela donne : \forall x\in\R_+,\;\arctan x\leqslant x

Posté par
marcsa
re : utilisation de la convexité pour monotonie et convergence 20-10-18 à 10:00

merci, ça je l'avais  bien compris mais alors, comment obtenir la convergence?

Posté par
luzak
re : utilisation de la convexité pour monotonie et convergence 20-10-18 à 11:10

(croissante et majorée) ou (décroissante et minorée), comme d'habitude !

Posté par
marcsa
re : utilisation de la convexité pour monotonie et convergence 20-10-18 à 11:11

da'ccrd merci, je ne trouve pas que ce soir plus rapide alors ..



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