Suite récurrente

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psp
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Suite récurrente

par psp » 09 Déc 2013, 02:51

Bonsoir,

Voilà je sais que c'est un problème trivial mais avec le temps je n'arrive plus à retrouver la solution...






Je dois étudier la suite, j'étudie f(Un), trouve 1 comme point fixe, je n'arrive pas à utiliser l'inégalité des accroissements finis puisque f'(x) n'est pas borné sur son intervalle de définition, je n'ai qu'un point fixe donc pas d'intervalle stable, doit y avoir une astuce mais je ne m'en souviens plus...et sur internet les documents que j'ai trouvé ne m'aident pas, f n'est pas croissante donc on peut ne peux pas directement conclure sur la monotonie de Un, le signe de f(x) - x n'est pas constant, enfin bref j'ai essayé tout ce que je sais

Une aide ?
Merci



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chan79
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par chan79 » 09 Déc 2013, 08:19

salut
tu peux montrer que la suite est décroissante et converge vers 0

deltab
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par deltab » 09 Déc 2013, 10:14

psp a écrit:Bonsoir,

Voilà je sais que c'est un problème trivial mais avec le temps je n'arrive plus à retrouver la solution...






je n'ai qu'un point fixe donc pas d'intervalle stable, doit y avoir une astuce mais je ne m'en souviens plus


1ère remarque: pour tout , on peut sans restreindre la généralité supposer que .

Comme change de signe sur [0,2], on ne peut guère conclure directement à la monotonie de la suite .

Trouves et . Que peux-tu conclure pour et où ici .

Quelles seront alors les propriétés de et

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Ben314
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par Ben314 » 09 Déc 2013, 11:16

psp a écrit:...je n'arrive pas à utiliser l'inégalité des accroissements finis puisque f'(x) n'est pas borné sur son intervalle de définition...
Effectivement, mais sur l’intervalle stable , tu as ce qui montre que, si UN DES rentre dans cet intervalle, c'est fini : la limite sera 1.
Il reste juste à voir que, si n'est pas dans cet intervalle alors ou y est forcément pour conclure.
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Ericovitchi
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par Ericovitchi » 09 Déc 2013, 14:05

Et un truc toujours sympa à faire pour se rendre compte de ce qui se passe c'est de dessiner la fonction et la droite y=x qui sert à rabattre les points de l'axe des y sur l'axe des x pour pouvoir continuer la récurrence. Les segments semblent rebondir un coup sur la courbe et un coup sur la droite; A chaque verticale bleue, il y a un terme de la suite.

Image

Donc ici par exemple, on voit tout de suite que la suite est alternée autour de sa limite 1.
(ça explique pourquoi chan79 a mis une valeur absolue sur |Un-1| et t'a suggéré que ça tendait vers 0)

deltab
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par deltab » 09 Déc 2013, 15:05

Bonjour.

Ben314 a écrit:Effectivement, mais sur l’intervalle stable , tu as ce qui montre que, si UN DES rentre dans cet intervalle, c'est fini : la limite sera 1.
Il reste juste à voir que, si n'est pas dans cet intervalle alors ou y est forcément pour conclure.


Malheureusement n'est pas stable par ,. Quelles sont les parties de [0,2] qui sont stables par

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Ben314
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par Ben314 » 09 Déc 2013, 16:15

deltab a écrit:Malheureusement n'est pas stable par ,. Quelles sont les parties de [0,2] qui sont stables par
Ah bon, ?
C'est bizarre, j'aurais pas cru que ... :doh:
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psp
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par psp » 09 Déc 2013, 18:43

Comment as tu vu que est stable par f ?

Tout ce que je sais de la stabilité d'un intervalle par une application c'est :

L'intervalle est de la forme [a,b] avec a,b des points fixes distincts de l'application
L'application doit être continue et croissante sur cet intervalle.

Peut être y a t-il une meilleure définition (ou simplement une définition rigoureuse ^^)

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Ben314
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par Ben314 » 09 Déc 2013, 18:55

Pour moi, la définition d'un intervalle I "stable" par f, c'est uniquement le fait que .
Pour ce genre d'exo., il te faut trouver un intervalle stable qui contient le point fixe qui t’intéresse ET sur lequel la dérivée de f est strictement majorée par 1.
Cela te permet à l'aide du T.A.F. de majorer par un ce qui te permet de majorer par une suite géométrique de raison 0[/TEX] la suite est (au bout d'un certain rang) soit décroissante et minorée par L, soit croissante et majorée par L.
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deltab
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par deltab » 09 Déc 2013, 19:03

Bonjour.
Ben314 a écrit:Ah bon, ?
C'est bizarre, j'aurais pas cru que ... :doh:

Une erreur de lecture m'a fait dire des bêtises.

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par psp » 09 Déc 2013, 19:41

Ben314 a écrit:Pour moi, la définition d'un intervalle I "stable" par f, c'est uniquement le fait que .
Pour ce genre d'exo., il te faut trouver un intervalle stable qui contient le point fixe qui t’intéresse ET sur lequel la dérivée de f est strictement majorée par 1.


Donc inutile de s'assurer de la stabilité de l'intervalle en première instance, trouver un intervalle contenant un point fixe et sur lequel assure la stabilité de cet intervalle par le t.a.f

Edit : Oui je te présente mes excuses pour la faute de frappe

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par Ben314 » 09 Déc 2013, 20:02

psp a écrit:Donc inutile de s'assurer de la stabilité de l'intervalle en première instance, trouver un intervalle contenant un point fixe et sur lequel assure la stabilité de cet intervalle par le t.a.f
Fairre attention quand même :
a) C'est |f'(x)|<1 et pas |f(x)|<1 (mais ça je pense que c'est une faute de frappe.
b) Si f'(x)<0 sur l'intervalle, ça veut dire que f envoie les intervalles [L,L+?[ sur des ]L-?,L] et il faut en plus que ton intervalle soit symétrique, c'est à dire de la forme ]L-a,L+a[ pour être sûr que ça marche sans vérification supplémentaire.
Par exemple, ici, L=1 et |f'(x)|<1 pour x<7/4=1+3/4 donc, sans calculs supplémentaires, on est sûr que I=]1-3/4,1+3/4 [ est stable.
Mais (avec calcul suplémentaire), il suffit de vérifier que f(0)<1+3/4 (n'est ce pas deltab :lol3:) pour se dire que ça serait plus joli avec I=[0,7/4]
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par psp » 09 Déc 2013, 20:04

Pour la majoration j'ai :



Je pense que le nL doit disparaitre, j'avoue ne pas appréhender correctement le comportement des valeurs absolues...

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par Ben314 » 09 Déc 2013, 20:18

3 petits soucis :
1) Tu as un n en trop à la fin (c'est Uo-L et pas Uo-nL)
2) C'est pas sûr que tu puisse "descendre" jusqu'à Uo vu que tu n'est pas sûr que Uo soit dans le "bon" intervalle. Par contre, si je me suis pas gouré, U2 est lui forcément dans le bon intervalle.
3) (mais là c'est de ma faute en grande parti) C'est qui le q dans tes formules ?
A ton niveau, je pense que ce serait mieux de prendre un intervalle I un tout petit peu plus petit que [0,7/4[ da façon à ce que, non seulement |f'(x)|<1 sur I, mais qu'on ait même |f'(x)|Tout ce que j'ai raconté concernant le I tel que |f'(x)|<1 est vrai, mais ça simplifie grandement les preuves de prendre (lorsque c'est possible) un I "un peu plus petit" (justement pour savoir quoi prendre comme valeur pour q...)
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par Ben314 » 09 Déc 2013, 20:20

psp a écrit:Je pense que le nL doit disparaitre, j'avoue ne pas appréhender correctement le comportement des valeurs absolues...
Effectivement :
Qui n'entend qu'un son n'entend qu'une sonnerie. Signé : Sonfucius

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par psp » 09 Déc 2013, 22:57

Je résume :

1 - Je cherche le point fixe L
2 - J'étudie l'inéquation
3 - J'évalue un intervalle I centré en L dans lequel on vérifie
4 - Par le T.A.F avec a tel que
5 - On conclus en passant à la limite, Un tends vers L.

Merci :)) J'ai que 20 ans si j'apprends que ceux qui m'aident ont mon âge voir moins je vais me sentir vraiment con !

merci encore

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par Ben314 » 09 Déc 2013, 23:04

psp a écrit:J'ai que 20 ans si j'apprends que ceux qui m'aident ont mon âge voir moins je vais me sentir vraiment con !
Si ça peut te rassurer, j'en ait presque 50...

Après, si ça t’intéresse "d'aller plus loin", ça où ça se complique méchament, c'est lorsque f admet plusieurs point fixe et qu'on cherche, en fonction du Uo de départ, sur lequel on va tomber (ça fait... des fractales...)
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par psp » 09 Déc 2013, 23:13

Ben314 a écrit:Si ça peut te rassurer, j'en ait presque 50...

Après, si ça t’intéresse "d'aller plus loin", ça où ça se complique méchament, c'est lorsque f admet plusieurs point fixe et qu'on cherche, en fonction du Uo de départ, sur lequel on va tomber (ça fait... des fractales...)


J'allais justement t'en parler, le cas où il y a plusieurs points fixes : plutôt où il y a deux points fixes.

J'affirmais qu'un intervalle [a,b] où a,b sont deux points fixes distincts, est stable par f si f est croissant et continu sur cet intervalle. Je cherchais juste un qui rentre dans cet intervalle et par conséquent tout les étaient bornés par [a,b], je n'avais plus qu'à étudier la monotonie de la suite passer à la limite et c'était terminé.
Dans le cas où f n'a qu'un seul point fixe je ferai toujours méthode qu'on a explicité.

Maintenant admettons que f possède deux points fixes mais n'est pas croissante sur l'intervalle encadré par ces derniers, que se passe-t-il ?

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par Ben314 » 09 Déc 2013, 23:31

psp a écrit:J'allais justement t'en parler, le cas où il y a plusieurs points fixes : plutôt où il y a deux points fixes.

J'affirmais qu'un intervalle [a,b] où a,b sont deux points fixes distincts, est stable par f si f est croissant et continu sur cet intervalle. Je cherchais juste un qui rentre dans cet intervalle et par conséquent tout les étaient bornés par [a,b], je n'avais plus qu'à étudier la monotonie de la suite passer à la limite et c'était terminé.
Dans le cas où f n'a qu'un seul point fixe je ferai toujours méthode qu'on a explicité.

Maintenant admettons que f possède deux points fixes mais n'est pas croissante sur l'intervalle encadré par ces derniers, que se passe-t-il ?

En fait, il peut se passer... un peu n'importe quoi...

Déjà, le calcul des point fixes et forcément insufisant dans le cas où l'intervalle où est défini ta fonction est non borné : ta suite U_n peut trés bien tendre vers l'infini (on peut à la limite dire que l'infini est point fixe dans ce cas, mais c'est pas super évident à définir proprement)

Ensuite, il est possible que, bien qu'il y ait un (ou des) point fixes, la suite s'obstinne à ne pas vouloir tendre vers ces point fixes.
C'est (assez clairement) le cas si |f'(L)|>1 (le point fixe est dit "répulsif") : le T.A.F. te dit dans ce cas que, si un des Un était trés proche de L (sans être égal à L), alors les Un suivant s’éloignerait de L.
Mais ça peut aussi être le cas même si les points fixes sont attractifs. Il peut y avoir en plus des "cycles attractifs", c'est à dire que ta suite va être telle que les U(2n) tendent vers une valeur et les U(2n+1) tendent vers une autre valeur (si tu comprend tout ce que je raconte, ce cas se produit lorsque fof a un point fixe attractif qui ne correspond pas à un point fixe de f)

Enfin, il y a des cas où la suite Un... fait n'importe quoi (aucune régularité...)

Si ça t'amuse, regarde ce que donne la suite avec et un réel fixé de : selon la valeur de r que tu prend, tu as à peu prés tout les cas de figure envisageable sous les yeux.
Pour les petites valeurs de r (jusqu'à r=3), c'est niveau term ou classe prépa de montrer que la suite Un va converger (et de trouver sa limite).
Au delà de 3, ça se complique.... et, le truc marrant, c'est que pour r=4 pile (le max) on sait parfaitement étudier cette suite et montrer... qu'elle n'arrête pas de prendre toutes les valeurs possibles et imaginable entre 0 et 1.
Cherche sur google "Diagramme des bifurcation" si tu veut jeter un coup d'oeil à ce phénomène : tu trouvera des tonnes de site de... tout les niveaux...
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par psp » 09 Déc 2013, 23:36

Je saisis les concepts mais de là à les démontrer...j'essaierai ce week end !
Ah si tu donnes des cours à domicile où par téléphone je paie tu as l'air plus compétent (et passionné) que mon prof d'analyse !

 

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