Convergence uniforme d'une suite de fonctions
Réponses
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tu prends $f(x)=\ln(x)$ ?Le 😄 Farceur
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Bonjour,
Si $f(1)=0$ et $f$ est continue sans être $\mathcal{C}^1$, $f_n$ converge quand même uniformément vers $0$.
Edit : LaTeXisation -
Calli, on peut améliorer son texteSoit f une fonction continue sur [0,1] et posons $f_n(x)=x^n f(x)$
(f_n) converge uniformément sur [0,1] $\iff f(1)=0$Le 😄 Farceur -
Après une courte nuit blanche j'ai démontré que la condition nécessaire et suffisante pour la convergence uniforme est :
f(1)=0, f bornée et seulement continue en 1 -
Pas plutôt continue en 1 ?
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Hum, $f(x)=x$ si $0\leq x<1$ et $f(1)=0$ m'a l'air d'un contre-exemple à ta denière affirmation.
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P. écrivait : http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?4,1905858,1906008#msg-1906008
Elle n'est pas continue en 1. -
Bon dimanche epsilon, peux-tu mettre ta preuve au propre ?Le 😄 Farceur
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calli avec $f_n(x)=x^n \ln(x)$ on a sauf erreur $f'_n(x)=(n\ln(x)+1)x^{n-1}$ qui s'annule en $e^{-\frac 1n}$, le sup de $f_n$ ne tend pas vers 0 sauf erreur.
edit il y a erreur.Le 😄 Farceur -
Calli puis-je voir ta preuve sur la C.N.S, ma preuve utilise la continuité de f sur [0,1]Le 😄 Farceur
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Réponse à : message d'epsilon0
D'ailleurs, il y a un problème dans ta CNS, @epsilon0. $f_n$ peut converger uniformément vers $0$ sans que $f$ soit bornée comme le montre $f=\ln$. Ce que tu as trouvé est une condition suffisante.
Edit : LaTeXisation -
Je crois avoir trouvé une CNS : $f_n$ converge uniformément vers $0$ ssi $f(1)=0$, $f$ est continue en $1$, $f$ est bornée sur tous les intervalles $[a,1]$ avec $a>0$ et il existe $n$ tel que $f(x) = O(1/x^n)$ en 0. Ça peut se ré-exprimer ainsi : $f(1)=0$, $f$ est continue en $1$ et il existe $n$ tel que $f_n$ est bornée sur $[0,1]$.
Edit : LaTeXisation -
Cher Calli , je m'excuse car je ne suis pas très familier avec la rédaction dans ce forum .
La fonction ln n'est pas définie en 0 , on la remplace par x.ln(x) et ça marche .
Pour la preuve il suffit d'écrire la définition de la continuité en 1, pour un epsilon donné , ce qui donne un alpha qui partage l'intervalle en 2, le reste est simple . -
@epsilon0, ce que je disais c'est que la fonction $f$ qui vaut $\ln(x)$ sur $]0,1]$ et, par exemple, $0$ en $0$ vérifie $f_n \to 0$ uniformément, alors qu'elle n'est pas bornée. Elle contredit donc ta CNS. Et répondre "quand on remplace $f$ par la fonction qui m'arrange, ça marche" n'est pas très convaincant.
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Je vais démontrer ce que j'ai affirmé ce matin : $f_n$ converge uniformément vers $0$ ssi $f(1)=0$, $f$ est continue en $1$ et il existe $n$ tel que $f_n$ est bornée sur $[0,1]$.
$\Leftarrow$ : Quitte à remplacer $f$ par une $f_n$ bornée, on peut supposer $f$ bornée. Soit $\varepsilon$. Soit $\delta$ associé à $\varepsilon$ pour la continuité en 1. $\|f_n\|_\infty \leqslant \max((1-\delta)^n \|f\|_\infty,\varepsilon)=\varepsilon$ pour $n$ assez grand.
$\Rightarrow$ : $\|f_n\|_\infty$ tendant vers 0, il est ultimement fini. Et si $f$ n'est pas continue en 1 avec $f(1)=0$, alors : $\exists \varepsilon,\forall n, \exists x>1/2^{1/n}, |f(x)|>\varepsilon$, donc $|f_n(x)|>\varepsilon/2$.
Montrons maintement : il existe $n$ tel que $f_n$ est bornée ssi il existe $n$ tel que $f(x) \underset{x\to0}{=} O(1/x^n)$ et pour tout $a>0$, $f$ est bornée sur $[a,1]$.
$\Rightarrow$ : Si $f_n$ est bornée, alors $f(x)= O(1/x^n)$ est clair et $\forall a>0, \|f\|_{\infty,[a,1]} \leqslant \|f_n\|_\infty /a^n<\infty$.
$\Leftarrow$ : Si $f(x)= O(1/x^n)$, alors il existe $a,M>0$ tel que $f(x) \leqslant M/x^n$ sur $]0,a]$. Donc $f_n$ est bornée sur $[0,a]$ et sur $[a,1]$. -
Calli Vous avez raison, merci beaucoup.
On peut généraliser aux suites nk.xn.f(x) et aux séries de fonctions de terme général ces fonctions.
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Bonjour!
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