Intégrale de Lebesgue

Réponses à toutes vos questions après le Bac (Fac, Prépa, etc.)
X4nth3
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Enregistré le: 31 Déc 2010, 16:23

Intégrale de Lebesgue

par X4nth3 » 31 Déc 2010, 16:40

Bonjour ,
avant tout , étant nouveau , je me présente rapidement : J'ai 19 ans , je suis actuellement étudiant en physique (L3) et j'étudie à l'université Paris Sud 11 , après deux ans de classe préparatoire Mais même si j'étudie la physique , je reste toujours attaché à la rigueur mathématique et j'aime beaucoup cette discipline . Voilà :)
Je me permets de vous demander un peu d'aide sur l'intégrale de Lebesgue , que j'étudie actuellement , et avec laquelle j'ai quelques problèmes. Je pense avoir à peu près compris la notion d'ensembles mesurables , de fonction mesurables mais je bute sur les exercices d'application immédiate à la fin de mon cours. Je vous joins l'énoncé , avec mes réponses et mes problèmes :

Soit f continue par morceaux sur [ 0; + infini [

f et |f| sont-elles intégrables au sens de Riemann sur [0 ;1] Jusque là ça va
f et |f| sont-elles intégrables au sens de Lebesgue sur [0 ;1] Oui , car la définition de la nouvelle intégrale dot contenir l'ancienne , sinon je ne comprends plus rien

Y-a t-il une différence entre dire que l'intégrale de Riemann de f sur [0 ; + infini [ est absolument convergente et dire que f est sommable sur [0 ; + infini [ au sens de Lebesgue ? Alors là déjà je bloque , je pense que non mais je ne saurais pas expliquer pourquoi

Supposons que l'intégrale généralisée de Riemann sur [0 ; + infini [ de f existe . La fonction f est-elle pour autant sommable au sens de Lebesgue sur [0 ; + infini [ Là j'auria sdit oui en utilisant l'argument "la nouvelle théorie inclut l'ancienne" mais la formulation me fait douter

Voilà , jespère ne pas abuser avec toutes mes questions , mais si vous pouviez m'aider je vous en serais vraiment reconnaissants :jap:



AL-kashi23
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par AL-kashi23 » 31 Déc 2010, 17:23

X4nth3 a écrit:Bonjour ,
avant tout , étant nouveau , je me présente rapidement : J'ai 19 ans , je suis actuellement étudiant en physique (L3) et j'étudie à l'université Paris Sud 11 , après deux ans de classe préparatoire Mais même si j'étudie la physique , je reste toujours attaché à la rigueur mathématique et j'aime beaucoup cette discipline . Voilà :)
Je me permets de vous demander un peu d'aide sur l'intégrale de Lebesgue , que j'étudie actuellement , et avec laquelle j'ai quelques problèmes. Je pense avoir à peu près compris la notion d'ensembles mesurables , de fonction mesurables mais je bute sur les exercices d'application immédiate à la fin de mon cours. Je vous joins l'énoncé , avec mes réponses et mes problèmes :

Soit f continue par morceaux sur [ 0; + infini [

f et |f| sont-elles intégrables au sens de Riemann sur [0 ;1] Jusque là ça va
f et |f| sont-elles intégrables au sens de Lebesgue sur [0 ;1] Oui , car la définition de la nouvelle intégrale dot contenir l'ancienne , sinon je ne comprends plus rien

Y-a t-il une différence entre dire que l'intégrale de Riemann de f sur [0 ; + infini [ est absolument convergente et dire que f est sommable sur [0 ; + infini [ au sens de Lebesgue ? Alors là déjà je bloque , je pense que non mais je ne saurais pas expliquer pourquoi

Supposons que l'intégrale généralisée de Riemann sur [0 ; + infini [ de f existe . La fonction f est-elle pour autant sommable au sens de Lebesgue sur [0 ; + infini [ Là j'auria sdit oui en utilisant l'argument "la nouvelle théorie inclut l'ancienne" mais la formulation me fait douter

Voilà , jespère ne pas abuser avec toutes mes questions , mais si vous pouviez m'aider je vous en serais vraiment reconnaissants :jap:


Salut ,

Distinguer les deux intégrales est vraiment une clé. Tes questions sont vraiment des questions de cours en fait, elles doivent d'ailleurs être traitées dans le tien, ou regarde un pdf sur le net sinon!

Pour la première, tu as raison, mais tu dois être plus précis dans tes arguments. Le lien entre Riemann et Lebesgue sur un segment pour une fonction continue par morceaux est plus que fort!

Par contre, pour la suite, attention à ne pas confondre "posséder une intégrale généralisée" et absolument convergente.

Que penses tu de la fonction x->sin(x)/x ? Absolument convergente ? Si non, possède-t-elle une intégrale généralisée ?
Est-elle pour autant Lebesgue intégrale ??

X4nth3
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par X4nth3 » 02 Jan 2011, 10:35

Bonjour ,
en effet , la fonction x->sin(x)/x n'est pas absolument convergente mais elle possède une intégrale généralisée (est-ce dire la même chose qu'elle semi-convergente ? ). Mais pourquoi n'est-elle pas intégrable au sens de Lebesgue ? Il y'a donc équivalence entre "absolument convergente" et "Lebesgue-intégrable" ?

Arkhnor
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par Arkhnor » 02 Jan 2011, 12:38

Bonjour.

Il y'a donc équivalence entre "absolument convergente" et "Lebesgue-intégrable" ?

Oui ! Par définition, une fonction est Lebesgue-intégrable si elle est mesurable et si l'intégrale de sa valeur absolue est finie.

Après, on peut toujours définir les intégrales généralisées dans le cadre de l'intégrale de Lebesgue, tout comme on le fait pour l'intégrale de Riemann, mais on sort du cadre des fonctions Lebesgue-intégrables ...

X4nth3
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par X4nth3 » 02 Jan 2011, 12:42

Ok merci . Mais dans ce cas pourquoi avoir introduit une nouvelle notion si elle coincide avec une notion déjà existante ?

Arkhnor
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par Arkhnor » 02 Jan 2011, 18:25

Elle ne coïncide pas avec la notion précédente, puisqu'une classe de fonctions bien plus grande est intégrable.
Je te rappelle par exemple que l'indicatrice des rationnels est intégrable au sens de Lebesgue sur [0,1], alors qu'elle ne l'est pas au sens de Riemann ...

EDIT : J'avais oublié un mot, normal que ce soit dur à comprendre ! :ptdr:

X4nth3
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par X4nth3 » 02 Jan 2011, 18:28

Hum je suis pas sur de tout bien comprendre mais je vais relire mon cours et ça devrait aller mieux. En tout cas merci pour vos réponses !

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fourize
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par fourize » 02 Jan 2011, 18:44

bonsoir Arkhnor

Arkhnor a écrit:Bonjour.
Oui ! Par définition, une fonction est Lebesgue-intégrable si elle est mesurable et si l'intégrale de sa valeur absolue est finie.
...


t'es sur de ta définition !?
une intégrale de Lebesgue peut valoir infini. et je ne comprends pas pourquoi l'integrale de la valeur absolue devait etre finie :(
* In God we trust, for all others bring data *

Arkhnor
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par Arkhnor » 02 Jan 2011, 21:21

L'intégrale d'une fonction positive (mesurable) est toujours définie, et peut alors valoir .

On parle néanmoins d'intégrabilité pour une fonction de signe quelconque si l'intégrale de est finie. Dans ce cas, les intégrales des parties positives et négatives sont elles aussi finies, ce qui permet de calculer leur différence, et donc de définir l'intégrale de .

Lisez votre cours, les définitions y figurent, et ça permet de faire des raisonnements bien plus rigoureux que "la nouvelle théorie inclut l'ancienne" ...

 

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