Borne supérieure, borne inférieure

Bonsoir à tous, j'aimerais savoir si ma rédaction est correcte.

Soit $x \in \mathbb{R}$.
$ g(x)=\inf_{y\geq x} f(y) $ correspond à la borne inférieure de $f$ pour $y\in [x,+\infty[$.
$ h(x)=\sup_{y\geq x} f(y) $ correspond à la borne supérieure de $f$ pour $y\in [x,+\infty[$.
Soit $x,x {'} \in \mathbb{R}$ tel que $x\leq x {'}$, alors $x {'} \in [x,+\infty[$.

Comme $ g(x)=\inf_{y\geq x} f(y) $ correspond à la borne inférieure de $f$ pour $y\in [x,+\infty[$, on a donc : $g(x)\leq g(x {'})$, d'où $g$ est croissante.
De même, $ h(x)=\sup_{y\geq x} f(y) $ correspond à la borne supérieure de $f$ pour $y\in [x,+\infty[$ on a donc $ h(x) \geq h(x{'})$ d'où $h$ est décroissante.89462

Réponses

  • Quand tu dis « la plus petite valeur de $f$ », tu commets une erreur.
    $f$ n’atteint peut-être pas cette valeur

    Par exemple : considérons $f$ définie sur $R$ par
    Pour tout $x\leq 1, f(x)=1$
    Pour tout $x> 1, f(x)=\frac{1}{x}$.

    L’inf (sur R) dans ce cas est $0$ mais $0$ n’est pas une valeur de (l’image de) $f$.

    Édit : tu as corrigé ton message.
    Bonne soirée.
  • Oui oui je viens de voir mon erreur, c'est juste maintenant (je crois bien) dans la rédaction, j'ai oublié de raisonner avec les ensembles aussi, en effet si $A$ et $B$ son non vides et bornés avec $A \subset B$ alors $\sup(A)\leq \sup(B)$ de même avec $\inf$, on a $\inf(B)\leq \inf(A)$.
  • Bonsoir à tous, je bloque sur la manière de démontrer rigoureusement sans l'utilisation de suites que :

    $B=\{1-\frac{1}{m} -\frac{1}{n} \mid m,n\in \mathbb{Z^{*}} \}$ admet une borne inf et une borne sup

    Voilà mon raisonnement.
    Soit $m$ et $n$ $\in \mathbb{Z^{*}}$
    Si $m ,n > 0$ : pour $m=n=1$ , on a $-2\in B$ , donc $B$ est non vide.
    on sait que $\frac{1}{m} > 0$ et $\frac{1}{n} > 0$ , donc $-(\frac{1}{m}+\frac{1}{n}) \leq 0$ , ainsi on a $1-(\frac{1}{m}+\frac{1}{n}) \leq 1$.
    Ainsi $B$ est majorée par 1.
    Comme $B$ est non vide et majorée, d'après l’axiome de la borne supérieure, $B$ admet une borne sup notée $\sup(B)$.
    Le problème , est comment montrer que $\sup(B)=1$, j'ai voulu utiliser le fait que $\mathbb{R}$ soit archimédien, mais sans rien...



    Pour le cas $m$ et $n$ sont de signes différents, je n'obtiens rien d'extra donc, si vous pouvez me donner une indication.
    Merci pour vos différentes réponses.
  • J'ai eu une idée , et donc j'aimerais que vous le vérifiez aussi pour moi :


    supposons que $b$ soit la borne supérieure de B,qui est plus petit que $1$, alors $b<1$.

    on a $0<1-b$.
    posons $x=m+n$
    Comme $\mathbb{R}$ est archimédien , il existe $p>0$ tel que $p(1-b)>x$ , ainsi , en prenant $p=n.m$, alors $1-b>\frac{x}{p}$.

    Ainsi , $b<1-\frac{x}{p}$, , on en déduit que $Sup(B)=1$
  • raisonne par l'absurde soit M la borne supérieur de de B suppose que M<1 et considère une sous suite de B .écris la relation entre la sous suite et M et passe à la limite . Quel est le constat ?
  • je ne veux pas utiliser de suites.
  • Voici celui de la borne inf dans le cas où $m,n<0$.89492
    sui.PNG 18.4K
  • Mon raisonnement était donc faux ?ai-je mal abordé l'exercice? SVP pouvez-vous me l'expliquer ::o:-S89494
  • Ton raisonnement est complètement faux puisque $m$ et $n$ n'existent pas. On peut aussi écrire $$B = \{1-\frac{1}{a} -\frac{1}{b} \mid a,b\in \mathbb{Z^{*}} \},$$ comptes-tu toujours décider selon la parité de $m$ et $n$ ? Il faut que tu revois la définition de ce genre d'ensembles.
  • http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?4,1850736,1851450#msg-1851450
    @Attien, ta première phrase "B={...} admet une borne inf et une borne sup suivant le signe de m et n." n'a pas de sens : dans la définition de B, m et n sont des variables liées et n'apparaissent pas dans B. Tu dois dire "B admet une borne inf et une borne sup."

    Pour tout entier m non nul, si m > 0, alors 1/m > 0 > -1, mais aussi m $\geqslant$ 1 et 1/m $\leqslant$ 1. Si m < 0, alors 1/m < 0 < 1. mais aussi m $\leqslant$ -1 et 1/m $\geqslant$ -1. Dans les deux cas, -1 $\leqslant$ 1/m $\leqslant$ 1.

    Pour deux entiers non nuls m, n, on a donc :

    1/m + 1/n $\leqslant$ 2
    -1 $\leqslant$ 1 - 1/m - 1/n
    -1 $\in$ B, c'est le plus petit élément de B, donc sa borne inférieure.

    -2 $\leqslant$ 1/m + 1/n
    1 - 1/m - 1/n $\leqslant$ 3
    3 $\in$ B, c'est le plus grand élément de B, donc sa borne supérieure.

    (écrit sans avoir vu le message de Poirot qui est peut-être plus pertinent, d'un point de vue pédagogique :-) )
  • @Poirot merci , je viens de m’apercevoir de cette grosse erreur de ma part :-o.
    En effet j’avais fait une confusion avec cette manière de définir un ensemble, $A=\{x,p(x)\}$ où P est une propriété vérifiée par x .

    @GG merci à toi ,on peut bien se passer de cette démarche comme tu l’as dit .

    Je crois que travailler très tard dans la nuit mêla mes neurones :-?

    Cordialement.
  • Bonsoir à tous, j'aimerais bien comprendre à chaque fois l'utilisation des sous-suites qui "mettent fin" à chaque exo de ma fiche de travail, en déterminant la borne sup et inf (lorsque cela est possible).
    Pourquoi le correcteur a-t-il toujours recours aux suites sans même utiliser les autres techniques 8-) ?
    Merci pour vos différentes réponses.89506
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    89510
    89512
  • Bonjour à tous, aujourd'hui avec un peu de recul, j'ai pu comprendre, toute cette histoire d'utilisation des suites, en réalité, l'on s’appuie en grande partie sur la caractérisation de la borne supérieure et de la borne inférieure.
    Cordialement.
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