Théorème de Heine
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Théorème de Heine



  1. #1
    Formule1

    Théorème de Heine


    ------

    Bonjour à tous.
    Je cherche à démontrer le théorème de Heine sans utiliser le théorème de Heine par l'absurde en considérant que f n'est pas uniformément continue.
    Tout d'abord, je dois commencer par montrer qu'il existe deux suites (x(n)) et (y(n)) convergentes telles que (x(n)-y(n)) tende vers 0 et que f(x(n))-f(y(n)) ne tende pas vers 0.
    Cependant, comment fait on ???
    Merci d'avance de votre aide.

    -----

  2. #2
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    On commence par écrire proprement la définition de «f est uniformément continue», puis on passe à la négation «f n'est pas uniformément continue», et on construit les deux suites en choisissant convenablement les variables universellement quantifiées.
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

  3. #3
    Formule1

    Re : Théorème de Heine

    c'est ce que j'ai fais et je trouve bien (x(n)-y(n)) tende vers 0 et que f(x(n))-f(y(n)) ne tende pas vers 0 en ayant choisit abs(x(n)-y(n))<1/n mais celà ne nous dit pas si les suites x et y sont convergentes.
    Comment faire s'il vous plait ???

  4. #4
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    On dispose d'un argument de compacité pour obtenir des suites convergentes.
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Formule1

    Re : Théorème de Heine

    Je ne connais pas cet argument de compacité. ?!
    Je suis en MPSI ^^.

  7. #6
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    Il faut utiliser le fait que les termes xn de la suite appartiennent au segment [a,b] sur lequel f est définie.
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

  8. #7
    Tryss

    Re : Théorème de Heine

    Dans le théorème de Heine, l'espace de départ est compact, donc de toute suite on peut extraire une sous suite convergente (une des définition de la compacité)

  9. #8
    Formule1

    Re : Théorème de Heine

    on sait que: Pour tout n de N*, x(n) appartient à [a;b] et y(n) appartient à [a;b] mais celà ne dit pas que x et y convergent ???

  10. #9
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    Les suites elles-mêmes ne convergent pas, mais par extraction...
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

  11. #10
    Formule1

    Re : Théorème de Heine

    oui avec le théorème de Bolzano Weierstrass mais ce sont les suites extraites qui convergent et non les suites mères x et y.
    Et de plus, comment montrer que les suites x et y ayant pour limite let l' vérifient l=l' ???

  12. #11
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    On extrait , convergente, de limite .
    Puis on utilise : .
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

  13. #12
    Formule1

    Re : Théorème de Heine

    Je ne vous suis pas vraimeny ... ^^
    Comment montrer dans un premier temps que qu'il existe deux suites (x(n)) et (y(n)) convergentes telles que (x(n)-y(n)) tende vers 0 et que f(x(n))-f(y(n)) ne tende pas vers 0 avec BW et suites extraites ???
    Ensuite, comment montrer que les suites x et y ayant pour limite let l' vérifient l=l' ???
    Merci d'avance de votre réponse

  14. #13
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    Citation Envoyé par Formule1 Voir le message
    Comment montrer dans un premier temps que qu'il existe deux suites (x(n)) et (y(n)) convergentes telles que (x(n)-y(n)) tende vers 0 et que f(x(n))-f(y(n)) ne tende pas vers 0 avec BW et suites extraites ???
    La contradiction n'est pas obtenue sur les suites (x(n)) et (y(n)), mais sur les suites extraites.
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

  15. #14
    Formule1

    Re : Théorème de Heine

    Je ne comprends pas du tout votre raisonement.
    Pouvez vous me détailler la première question tout d'abords puis ensuite la seconde.

  16. #15
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    On cherche à établir l'existence de deux suites (u(n)) et (v(n)) telles que : (u(n)) et (v(n)) convergent vers la même limite et (f(u(n))-f(v(n))) ne converge pas vers 0 afin d'obtenir une contradiction avec la continuité de f.

    En utilisant la négation de l'uniforme continuité, on commence par construire deux suites (x(n)) et (y(n)) telles que : (x(n)-y(n)) converge vers 0 et (f(x(n))-f(y(n))) ne converge pas vers 0.
    Comme les suites (x(n)) et (y(n)) peuvent être divergentes, on construit les suites (u(n)) et (v(n)) par extraction via le théorème de Bolzano-Weierstrass.
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

  17. #16
    Formule1

    Re : Théorème de Heine

    je ne vois pas votre passage de u,v à x,y.
    Pourriez vous être plus explicite.

  18. #17
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    On ne passe pas de (u,v) à (x,y).

    On construit (x,y) comme tu l'as fait.
    On construit (u,v) par extraction et on oublie (x,y).
    On conclut avec une contradiction sur (u,v).

    Ce que tu ne sembles pas voir, c'est que les suites x et y ne servent pas directement à conclure.
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

  19. #18
    Formule1

    Re : Théorème de Heine

    oui mais je ne veux pas démontrer le théorème de Heine en un coup .
    En réalité, j'ai 3 questions auxquelles je doit répondre:
    1/Montrer qu'il existe deux suites (x(n)) et (y(n)) d'éléments [a;b], convergentes, telles que (x(n)-y(n)) tende vers 0 et que f(x(n))-f(y(n)) ne tende pas vers 0.
    2/ On note x et y les limites respectives des suites (x(n)) et (y(n)). Démontrer que x=y
    3/ En déduire que (f(x(n)))n et (f(y(n)))n convergent vers une limite commune, puis aboutir à une contradiction.

    Merci d'avance en espèrant éclaircir la situation.

    PS: désolé de ne pas avoir été clair dès le début.

  20. #19
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    Il faut s'adapter aux notations de l'énoncé ; je change donc mes notations précédentes.

    On utilise la négation de l'uniforme continuité : il existe deux suites (u(n)) et (v(n)) telles que (u(n)-v(n)) converge vers 0 et (f(u(n))-f(v(n)))...
    Mais ces suites ne sont pas nécessairement convergentes...
    On extrait de (u(n)) une suite (x(n)) convergente via le théorème de Bolzano-Weierstrass.
    La même extraction fournit une suite (y(n)) à partir de (v(n)).
    L'extraction assure que (x(n)-y(n)) converge vers 0 et (f(x(n))-f(y(n)))...
    Et il reste à prouver que (y(n)) converge, ce que l'on obtient en écrivant : y(n)=x(n)-[x(n)-y(n)].
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

  21. #20
    Formule1

    Re : Théorème de Heine

    Pourquoi prouver que (y(n)) converge, ce que l'on obtient en écrivant : y(n)=x(n)-[x(n)-y(n)] ???
    On a x et qui convergent grace à BW. Cependant, BW ne donne pas (x(n)-y(n)) converge vers 0 et (f(x(n))-f(y(n))) divergent (????)

    Question: comment utiliser y(n)=x(n)-[x(n)-y(n)]. ???

    Pouvez vous m'aider pour la suite ?

  22. #21
    God's Breath

    Re : Théorème de Heine

    Citation Envoyé par Formule1 Voir le message
    Cependant, BW ne donne pas (x(n)-y(n)) converge vers 0 et (f(x(n))-f(y(n))) divergent (????)
    Non, mais en partant d'une suite (u(n)-v(n)) convergente, la suite extraite (x(n)-y(n)) converge également.

    Quant à la suite (f(x(n))-f(y(n))), il faut voir ce qu'en dit la négation de l'uniforme continuité de f.
    Et Dieu, dans sa colère, pour punir les humains, envoya sur la Terre les mathématiciens.

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