Fonction uniformément continue
Bonsoir
Soit $f : \R \rightarrow \R$ une fonction uniformément continue.
Démontrer qu'il existe $(a,b) \in \R^{+} \times \R^{+}$ tel que $\forall x \in \R, \ |f(x)| \leq a |x|+b$
Dans mon livre, ils séparent les cas $x \in \R^+$ et $x \in \R^-$ je n'ai pas compris ce que ça change.
Et comment trouver l'astuce pour démarrer ce genre d'exercice ?
Cordialement.
Soit $f : \R \rightarrow \R$ une fonction uniformément continue.
Démontrer qu'il existe $(a,b) \in \R^{+} \times \R^{+}$ tel que $\forall x \in \R, \ |f(x)| \leq a |x|+b$
Dans mon livre, ils séparent les cas $x \in \R^+$ et $x \in \R^-$ je n'ai pas compris ce que ça change.
Et comment trouver l'astuce pour démarrer ce genre d'exercice ?
Cordialement.
Réponses
-
Bonsoir,
Pour le coup de la séparation des cas, c'est un choix de l'auteur.
Pour le démarrage: tu te rappelles qu'une fonction uniformément continue vérifie $\forall \epsilon> 0,\ \exists \alpha > 0,\ \forall x,y,\ |x-y|\leq\alpha\Rightarrow |f(x)-f(y)|\leq \epsilon$.
Depuis cette formule : choisis un $\epsilon$, on lui associera un $\alpha(\epsilon)$ (dans la convention que je viens de donner).
Montre que $|f|$ admet un maximum sur $[-\alpha,\alpha]$, nommons le $c$. Prends $a=c+\epsilon$, je te laisse faire le reste.
Edit, le lendemain: Oups, je suppose que je voulais écrire $b=c+\epsilon$, pas $a$. -
Ok merci.
Je prends $\varepsilon=1$ donc il existe $\eta>0$ tel que $\forall (x,y) \in \R^2, \ |x-y| \leq \eta \implies |f(x)-f(y)| \leq 1|$
Pour $y=0$ cela donne : $ x \in [-\eta,\eta] \implies |f(x)-f(0)| \leq 1$
Or $|f|$ est continue sur $ [-\eta,\eta] $ elle admet donc un maximum $M$.
Mais je ne vois pas trop quoi faire après. -
Bonjour
Supposons que $f$ est uniformément continue sur $\mathbb R^+$. Fixons $x\in \mathbb R^+$ et notons $n=[x/\eta]$ (partie entière de $x/\eta$).
Donc $n\eta\leq x<(n+1)\eta$, par suite $$
|f(x)-f(0)|=\Big|f(x)-f(n\eta)+\sum_{k=0}^{n-1} [f((k+1)\eta) - f(k\eta)] \Big| \leq \cdots \leq 1+n.
$$ Tu va trouver après que $b=|f(0)|+1$ et $a=1/\eta$.
Cordialement. -
Ok merci.
Mais où utilisez vous le fait que $x \in \R^+$ dans la démonstration ?
Et qu'est ce qui change si je veux refaire la démonstration pour $x \in \R^-$ ? -
Dans la preuve on a besoin que $n=[x/\eta]$ la partie entière de $x/\eta$ doit être un entier positif. Sinon, On sépare les deux cas $x\in \mathbb R^+$ et $x\in \mathbb R^-$.
-
En quoi on a besoin qu'il soit positif le $n$ ? Ça change quoi si $n$ est négatif ?
-
Bah c'est délicat de majorer $$|f(x)-f(n\eta)|+\sum_{k=0}^{n-1} |f((k+1)\eta) - f(k\eta)|$$ par $1+n$ si $1+n$ est négatif !
-
Merci Poirot j'ai compris !
Du coup, si $x \in \R^{-}$. Je pose : $-x \in \R^{+}$
Il existe un entier $n \in \N$ tel que : $n \eta \leq -x < (n+1) \eta$
On a : $f(x)=f(0)+f(\eta)-f(0)+f(2 \eta)-f(\eta) + \cdots f(n \eta)-f((n-1) \eta)+f(x)-f(n \eta)$
D'où $|f(x)| \leq |f(0)| +(n+1) $
Or : $n \leq \frac{-x}{\eta}$ d'où : $|f(x)| \leq |f(0)| + 1- \frac{1}{\eta} x$
Finalement : $\forall x \in \R \ |f(x)| \leq |f(0)| + 1 + \frac{1}{\eta} |x|$
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.
Bonjour!
Catégories
- 163.2K Toutes les catégories
- 9 Collège/Lycée
- 21.9K Algèbre
- 37.1K Analyse
- 6.2K Arithmétique
- 53 Catégories et structures
- 1K Combinatoire et Graphes
- 11 Sciences des données
- 5K Concours et Examens
- 11 CultureMath
- 47 Enseignement à distance
- 2.9K Fondements et Logique
- 10.3K Géométrie
- 65 Géométrie différentielle
- 1.1K Histoire des Mathématiques
- 69 Informatique théorique
- 3.8K LaTeX
- 39K Les-mathématiques
- 3.5K Livres, articles, revues, (...)
- 2.7K Logiciels pour les mathématiques
- 24 Mathématiques et finance
- 314 Mathématiques et Physique
- 4.9K Mathématiques et Société
- 3.3K Pédagogie, enseignement, orientation
- 10K Probabilités, théorie de la mesure
- 773 Shtam
- 4.2K Statistiques
- 3.7K Topologie
- 1.4K Vie du Forum et de ses membres