Leçon 403 agreg interne

Matrixx
Modifié (July 2022) dans Concours et Examens
Bonjour à tous
Je suis actuellement en train de préparer les oraux pour l'agreg interne.
J'ai une question concernant l'épreuve d’exercice intitulé : <<exemple d'étude de suite définie par une relation de récurrence>> et j'aimerais bien avoir vos avis.
Je pensais à mettre la preuve du théorème de Weierstrass vu que la construction des intervalles emboîtés se fait avec une récurrence mais je ne suis pas sûr ...
Comme c'est un développement que j'ai travaillé pour les leçons cela me ferait d'une pierre deux coups ...
Merci d'avance.

Réponses

  • Bonsoir.

    S'agit-il d'étudier une suite ?

    Cordialement.
  • Bonsoir

    Il est vrai que ce n'est pas une étude traditionnelle d'une suite ...
    Moi je voyais le coté où l'étude (assez simple je suis d'accord) des suites qui définissent les extrémités des segments permettait la preuve d'un résultat important.

    Pour vous ce serait donc un HS ?
  • Regarde le rapport du jury, ça te donnera peut-être une indication.
    Algebraic symbols are used when you do not know what you are talking about.
            -- Schnoebelen, Philippe
  • C'est délicat, j'avoue ne pas savoir trancher...ou alors vers le "plutôt non".
    Par contre, dans la présentation de la leçon, on peut très bien en parler, je trouve même que ça enrichit cette "introduction'".
  • Le titre est pourtant clair : exemple d'étude de suite ...

    C'est bien mignon de vouloir préparer un développement que l'on va caser dans au moins trois leçons différentes par soucis d'économie ... mais si c'est pour faire un hors-sujet flagrant, je ne suis pas sûr que ce soit très "rentable" ...
  • ok merci pour vos avis ( je penchais moi aussi pour le non ...)

    sinon auriez vous un exemple d'étude de suite en rapport avec de la géométrie? ( si possible avec la réf biblio)
  • J'avais trouvé cela jadis : http://www.iecl.univ-lorraine.fr/~Gerard.Eguether/zARTICLE/1U.pdf.

    Mais c'est assez long, et surtout, je ne sais pas si des sources consultables existent.
    Si c'était le cas, il faudrait faire un gros boulot pour savoir quoi traiter et quoi "laisser", faute de temps.

    Sur le même site, on trouve des choses très intéressantes et amusantes (qui sortent du sujet).
  • Dom
    ok j'irai faire un tour. merci.

    [Inutile de reproduire le message précédent. AD]
  • J'ai ça.

    Si ma mémoire est bonne, on utilise (enfin, je n'ai pas d'autres méthodes sous la main) le théorème du point fixe de Picard, donc une suite de la forme $U_{n+1}=f(U_n)$ qui rentre dans la leçon. J'avais posé la question sur ce forum quant au point fixe en question (que représente-t-il pour le triangle ?) mais...j'ai complètement oublié... Que nos chers géo-maîtres me pardonnent. 8-)

    On peut sûrement y caser aussi des suites de matrices avec des graphes ou des probas, si on s'y sent bien...72772
  • Le bouquin de Testard (Analyse mathématique. La maîtrise de l’implicite.) donne des exemples d'études de comportement asymptotique de suites définies par une relation de récurrence.
  • Merci pour les suggestions.

    Dites moi , si le titre ne précise pas si on parle de suites numériques ou de suites de fonctions vous pensez qu'on peut/doit présenter les deux cas ?
  • Oui, attention car le titre restreint la leçon ; ce n'est pas la leçon de l'externe qui n'a pas cette restriction !
  • curiosity
    dsl Désolé mais je n'ai pas bien compris le sens de la phrase.

    [Inutile de reproduire le message précédent. AD]
  • En tout cas, si c'est ce titre là, on a le droit à toutes les suites que le veut.

    Bon, il existe peut-être une notion tacite "d'esprit de la leçon"...

    Les rapports du jury doivent être intéressants à ce sujet.

    Si on a le droit à tout : on développe le théorème de Cauchy-Lipschitz (:P)
  • Les sujets plus orientés numériques style méthode de Newton ou méthode d'Euler sont pas mal.
  • Comment ça je n'ai pas été clair :-D ?? (C'est parce que j'ai écrit ça de mon téléphone... ;-))

    Alors de façon un peu plus limpide : l'intitulé de la leçon 201 de l'interne est : "Étude de suites numériques définies par différents types de récurrence. Applications." (cf. rapport 2017 qui donne la liste des leçons pour la session 2018, p. 37). On se restreint donc à des suites numériques (à comprendre je pense comme : "à valeurs dans $\R$").
    Au contraire, à l'externe, il existe une leçon (la 226) intitulée "Suites vectorielles et réelles définies par une relation de récurrence $u_{n+1} = f(u_n)$. Exemples. Applications à la résolution approchée d’équations." (rapport 2017 p. 103).

    Ainsi, l'interne est beaucoup plus restrictive sur le périmètre de la leçon que l'externe. Il faut donc faire attention si l'on utilise des documents de préparation pour l'agrégation externe...

    Par contre, l'intitulé de l'interne précise bien "par différents types de récurrence". Ainsi, il ne faut pas se limiter au classique $u_{n+1}=f(u_n)$ avec $f$ donnée explicitement. On peut penser aux suites doubles avec deux suites imbriquées (moyennes...), aux situations géométriques comme celle évoquée plus haut, etc.

    A ce sujet, j'ai une question : peut-on toujours dire qu'on s'est ramené à une définition du type $u_{n+1} = f(u_n)$ s'il y a "définition par récurrence" (en précisant qu'on ne sait pas expliciter forcément $f$) ? C'est une question peut-être un peu théorique, je ne sais pas trop, je n'y ai pas réfléchi, c'est en rédigeant que ça me vient...
  • En effet "suites numériques" donne le cadre très restrictif des suites à valeurs dans $\mathbb R$.

    Il n'est pas interdit d'étudier une suite dans $\mathbb C$ si l'on parvient à montrer que l'on utilise les outils de la leçon.
  • Il faut surement parler de poins attractifs et répulsifs et donner des exemples d'étude de telles suites.
  • bonsoir a tous,

    curiosity : merci pour ton explication ;-). Il est vrai que la leçon est claire avec la mention explicite ''numérique''. ma question portait sur l'intitulé correspondant pour l'oral 2 dans lequel il n'y a pas de précision ( la logique voudrait que l'on garde le même cadre

    merci a tous pour vos suggestions...j'y travaille ^^
  • curiosity a écrit:
    A ce sujet, j'ai une question : peut-on toujours dire qu'on s'est ramené à une définition du type $u_{n+1} = f(u_n)$

    Il y a des cas où la récurrence est de la forme : \(u_{n+1}=f_n(u_n)\) comme le classique :
    \[u_{n+1} = \frac{u_n}{1+nu_n^2}.\]
  • En rapport avec la géométrie : $z(n+1)=\frac12\cdot\big(z(n)+|z(n)|\big)$.

    Cordialement, j__j
  • @Matrixx : désolé, la référence à l'oral 2 m'avait échappée (et le numéro de la leçon dans le titre...). Dans tous les cas, je crois qu'il vaut toujours mieux citer l'intitulé in extenso. Ici, il s'agit de : "Exemples d’étude de suites définies par une relation de récurrence." Donc on ne fait pas référence à la dimension de "l'espace d'arrivée".
    J'imagine (parce que le jury réfléchit un peu la chose, je pense ;-)), qu'il s'agit justement de ne pas faire double-emploi avec la leçon d'oral 1 (201) : pour l'oral 1 de type "cours", on se contente au cas de la dimension 1 déjà riche en rebondissements théoriques (points attractifs, répulsifs, etc. comme a dit quelqu'un), alors dans cet oral d'exercices, on attend au contraire des exercices qui ne soient pas tous "à valeurs dans $\R$"... Dans ce cas, tout est permis : géométrie, complexes, matrices, espaces vectoriels normés, etc. !

    @gb : oui en effet, si la relation fait intervenir $n$, on est plus à proprement parler sous la forme $f(u_n)$, mais cela reste une forme faisant intervenir une application... Mais merci pour cet exemple :-).
  • Bonjour,
    Pour la partie "suite numérique", je n'ai pas la même définition suivant les bouquins. De mémoire, un Gourdon parle de suites à valeurs dans C, un Hauchecorne parle de suites à valeurs dans R.
  • Je ne crois pas que Gourdon soit une référence. Je pense qu'il n'y a pas photo et que numérique renvoie bien à $\R$. L'analyse numérique n'est pas l'analyse des objets complexes par exemple. Et les fonctions numériques de la variable réelle étudiées dans le secondaire renvoient bien à des fonctions à valeurs dans $\R$.
    Bref, je doute qu'il puisse y avoir un doute là-dessus et que le jury reprochera à quiconque cette interprétation...
  • On peut nuancer :
    Etudier une suite complexe en étudiant séparément partie Réelle et partie Imaginaire.
    Cela rentre dans la leçon a quiconque sait convaincre ;-)
  • Les suites réelles feront sans doute l'essentiel, mais il me semble difficile de soutenir qu'un nombre complexe n'est pas un nombre.
  • Ce n'est pas une raison. L'expression "quelque chose numérique" renvoie à $\R$ et pas à $\C$, que les complexes soient appelés des "nombres" ou non. Il suffit d'ouvrir n'importe quel livre(*) du secondaire ou du supérieur parlant de "fonction numérique" ou de "suite numérique" pour le constater. Les "séries numériques", ça inclut les séries complexes ?
    Si le jury avait voulu qu'on comprenne numérique au sens "$\R$ ou $\C$", il l'aurait sans doute mentionné explicitement : "suites à valeurs dans $\R$ ou $\C$" (ou "suites à valeurs réelles ou complexes").

    Bien sûr, ça ne veut pas dire qu'il faille étudier que des suites à valeurs dans $\R$, mais si l'on considère d'autres espaces d'arrivée, il faudra à un moment ou un autre qu'on passe par $\R$. Sinon à mon sens il y a hors sujet...

    (*) A l'exception près comme un Gourdon, bien sûr ;-)...
  • Bonsoir,

    En lisant le rapport du jury de 2015 j'ai trouvé ça: <<402 :(Exemples d’étude de suites ou de séries divergentes) : Il ne faut pas se restreindre a priori aux suites et séries numériques (on peut donner des exemples à valeurs dans un espace vectoriel normé)

    Donc cela répond clairement à ma question et rejoint ce que curiosity disait.
  • En fait, non, ça ne va pas dans mon sens, mais ça ne le contredit pas.

    La seule façon de lever l’ambiguïté (qui existe pour moi mais pas pour d'autres) serait que le jury écrive noir sur blanc ce qu'il entend par "numérique" (dans ou hors expression toute faite).

    On sait l'importance des définitions et tout bon livre ou cours de maths y a recours. Les rapports de jury devraient avoir un "glossaire" où quelques termes seraient définis clairement, notamment ceux qui apparaissent dans les titres des leçons (numérique, application, exemple, illustration, etc. ;-)).

    Je vais répondre sur ce sujet dans le fil que j'ai créé spécialement à cet effet afin de ne pas faire diverger (je ne définis pas... (:P)) celui-ci.
  • Bonjour,

    curiosity : je ne parlais pas du débat sur le sens du mot numérique mais du fait que pour l'oral d'exercice le jury attendait que le candidat ne se limite pas aux suites numériques....ce que tu avais dit précédemment.
  • Ah ! c'est que je dis beaucoup de choses en fait... ;-)
  • @ Dom
    J'aimerais revenir sur le problème de la suite de points dans le plan définie au moyen d'un triangle non aplati $ABC$, qui établit l'existence et l'unicité d'un triangle $PQR$ dont les sommets $P$, $Q$, $R$ sont respectivement sur les côtés $CA$, $AB$, $BC$, avec $PQ \perp AB$, $QR \perp BC$, $RP \perp CA$. Ce triangle $PQR$ se déduit de $ABC$ par une similitude directe d'angle $ \frac {\pi}2$, de rapport que j'ai calculé sans trouver une expression simple, et de centre à déterminer par les moyens connus.
    C'est ce centre qui est un point remarquable.
    Ce serait bien de retrouver ce qui a été dit sur ce sujet.
    Bonne journée.
    Fr. Ch.
  • @ Dom
    Bravo. Moi aussi quand je recherche d'anciens fils, tantôt ça va tout seul, tantôt je n'y arrive pas, avec toutes les nuances intermédiaires.
    Je n'ai pas tout compris dans la belle figure. J'avoue que les cercles de Lemoine ne font pas partie de mes fréquentations habituelles.
    Si je ne me trompe, le centre de similitude dont je parlais dans mon précédent message est l'intersection des cercles de diamètres $PA$, $QB$, $RC$. Je ne le vois pas sur la figure.
    Nos géo-maîtres, selon ta belle expression méritée, devraient nous expliquer ceci.
    Bonne journée.
    Fr. Ch.
  • Et juste une petite remarque : dans l'énoncé initial, le point $M$ qui est à l'origine de la suite de points peut être pris hors du plan du triangle $ABC$, le résultat est le même.
    Et au lieu d'un triangle plan $ABC$, on peut prendre trois droites $D_1$, $D_2$, $D_3$ dans un espace affine de dimension quelconque $\ge 2$, pourvu qu'elles ne soient pas parallèles. Il existe un seul triplet de points $ (P,Q,R)$, avec $P \in D_1$, $Q \in D_2$, $R \in D_3$ tel que : $ PQ \perp D_2$, $ QR \perp D_3$, $ RP \perp D_1$.
    C'est marrant, lorsque je préparais l'agrégation, il y a quarante ans, on parlait déjà de ça. Nihil novi sub sole.
    Bonne journée.
    Fr. Ch.
  • pldx1
    Modifié (July 2022)
    Bonjour,

    $\def\rr{\mathbb{R}} \def\cc{\mathbb{C}} \def\etc{,\:\mathrm{etc}} \def\vz{\mathrm{\mathbf{Z}}} \def\vzz{\overline{\mathcal{Z}}} \def\vt{\mathrm{\mathbf{T}}} \def\etc{,\:\mathrm{etc}} \def\ptv{~;~} \def\Sw{S_{\omega}} \def\eqx#1{\underset{#1}{=}} \def\simeqx#1{\underset{#1}{\simeq}}$ On ne nuit pas à la généricité en supposant que les trois sommets sont sur le cercle unité. Nous les écrivons $A=\alpha:1:1/\alpha\etc$. On rappelle que l'observateur placé au dessus du plan voit $x+iy$, que l'observateur placé en dessous de plan voit $x-iy$ et que l'on met un $1$ entre les deux pour unifier les deux points de vue. Cela conduit à écrire les points du plan sous la forme $\vz:\vt:\vzz$ (coordonnées projectives à la sauce Morley). 
    Les matrices des projections $\pi_{A},\pi_{B},\pi_{C}$ sur les droites $BC,CA,AB$ s'écrivent respectivement: \[ \frac{1}{2}\left[\begin{array}{ccc} 1 & \beta+\gamma & -\gamma\,\beta\\ 0 & 2 & 0\\ \dfrac{-1}{\gamma\,\beta} & \dfrac{\beta+\gamma}{\gamma\,\beta} & 1 \end{array}\right]\ptv\frac{1}{2}\left[\begin{array}{ccc} 1 & \alpha+\gamma & -\alpha\,\gamma\\ 0 & 2 & 0\\ \dfrac{-1}{\alpha\,\gamma} & \dfrac{\alpha+\gamma}{\alpha\,\gamma} & 1 \end{array}\right]\ptv\frac{1}{2}\left[\begin{array}{ccc} 1 & \alpha+\beta & -\alpha\,\beta\\ 0 & 2 & 0\\ \dfrac{-1}{\alpha\,\beta} & \dfrac{\alpha+\beta}{\alpha\,\beta} & 1 \end{array}\right] \] On peut vérifier que les $\chi_{\mu}$ sont $\mu\left(\mu-1\right)^{2}$. On considère les produits $s_{c}\doteq\pi_{A}\circ\pi_{B}\circ\pi_{C}$ et $s_{b}\doteq\pi_{A}\circ\pi_{C}\circ\pi_{B}$. On voit aisément que les colonnes propres de $s_{c}$ correspondent à
    (1) la direction orthogonale de la droite $AB$, valeur propre $0$;
    (2) la direction de la droite $BC$, valeur propre le produit des cosinus de projection \[ \lambda=\dfrac{\left(\beta+\gamma\right)\left(\alpha+\gamma\right)\left(\alpha+\beta\right)}{8\,\alpha\,\gamma\,\beta}=\dfrac{s_{1}\,s_{2}-s_{3}}{8\,s_{3}} \](3) un point particulier (soit $M_{a}$) sur la droite $BC$, valeur propre $1$. 

    Il en est de même pour $s_{b}$, définissant un point $N_{a}\in BC$. On pose $M_{c}=\pi_{C}\left(M_{a}\right)$, $M_{b}=\pi_{B}\left(M_{c}\right)$ et $N_{b}=\pi_{B}\left(N_{a}\right)$, $N_{c}=\pi_{C}\left(N_{b}\right)$. Il est évident, par conjugaison, que dans l'ordre $C,B,A$, les projections cyclent sur les $M$ et que, dans l'ordre $B,C,A$, les projections cyclent sur les $N$. On a  \begin{eqnarray*} z\left(N_{a}\right) & = & \dfrac{\alpha^{2}\beta^{2}-\alpha^{2}\beta\,\gamma+2\,\alpha^{2}\gamma^{2}+\alpha\,\beta^{3}-2\,\alpha\,\beta^{2}\gamma-3\,\alpha\,\beta\,\gamma^{2}-\gamma\,\beta^{3}+3\,\beta^{2}\gamma^{2}}{\alpha^{2}\beta+\alpha^{2}\gamma+\alpha\,\beta^{2}-6\,\alpha\,\gamma\,\beta+\alpha\,\gamma^{2}+\beta^{2}\gamma+\beta\,\gamma^{2}}\\  & = & \dfrac{2\,s_{2}^{2}-6\,s_{1}\,s_{3}-i\beta\,s_{4}}{s_{1}\,s_{2}-9\,s_{3}}\\ z\left(M_{c}\right) & = & \dfrac{2\,s_{2}^{2}-6\,s_{1}\,s_{3}+i\beta\,s_{4}}{s_{1}\,s_{2}-9\,s_{3}} \end{eqnarray*} où les $s_{j}$ sont les " fonctions symétriques élémentaires" , et $s_{4}\doteq i\left(\alpha-\beta\right)\left(\beta-\gamma\right)\left(\gamma-\alpha\right)$ est la fonction anti-symétrique. 
    On voit que le point de Lemoine, qui est le perspecteur du cercle circonscrit, s'invite de lui même en tant que milieu des segments $\left[N_{a},M_{c}\right]\etc$ avec  \[ K\simeq2\,s_{2}^{2}-6\,s_{1}\,s_{3}:s_{1}\,s_{2}-9\,s_{3}:2\,s_{1}^{2}-6\,s_{2} \] On voit aussi que \[ \left|KM_{a}\right|=\left|\dfrac{s_{4}}{s_{1}\,s_{2}-9\,s_{3}}\right|=\dfrac{4S}{a^{2}+b^{2}+c^{2}}=\frac{2S}{\Sw} \]  Par symétrie, les six points sont sur un même cercle (le deuxième cercle de Lemoine).

    On peut aussi regarder les transformations affines: \[ \begin{array}{c|ccc|ccc} \mathrm{id} & A & B & C\\ \rho_{M} & M_{b} & M_{c} & M_{a} & A_{x} & B_{x} & C_{x}\\ \rho_{N} & N_{c} & N_{a} & N_{b} & A_{y} & B_{y} & C_{y} \end{array} \] La matrice de $\rho_{M}$ est obtenue en utilisant des colonnes normalisées dans  \[ \rho_{M}\simeq\left[M_{b},M_{c},M_{a}\right]\cdot\left[A,B,C\right]^{-1}=\dfrac{1}{s_{1}\,s_{2}-9\,s_{3}}\left[\begin{array}{ccc} i\,s_{4} & 2\,s_{2}^{2}-6\,s_{1}\,s_{3} & 0\\ 0 & s_{1}\,s_{2}-9\,s_{3} & 0\\ 0 & 2\,s_{1}^{2}-6\,s_{2} & -i\,s_{4} \end{array}\right] \] Il s'agit évidemment d'une similitude (due aux perpendicularités). On vérifie que les coefficients des ombilics donnent le bon rapport des rayons des circonscrits. On passe de $\rho_{M}$ à $\rho_{N}$ en changeant $s_{4}$ en $-s_{4}$ (caveat: mind the order ! $M_{b}$is $A_{x}$ but $A_{y}$ is $N_{c}$).

    Et finalement, les centres de similitude sont: $$\omega_{N}\eqx 1\dfrac{6\,s_{1}\,s_{3}-2s_{2}^{2}}{9\,s_{3}-s_{1}\,s_{2}-is_{4}}$$ On obtient une meilleure identification en repassant en barycentriques. Il vient: $\omega_{N}\simeqx ba^{2}c^{2}:b^{2}a^{2}:c^{2}b^{2}$. Autrement dit $\omega_{N}$ et $\omega_{M}$ sont les points de Brocard, i.e. les deux foyers de l'ellipse de Brocard.  

    Cordialement, Pierre.
  • Bonjour,

    Et une figure, une ! (Il n'est jamais trop tard pour bien faire !)


    Cordialement, Pierre.
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.