Suites de Fonctions PDF
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Ce document traite des suites de fonctions, notamment la convergence simple et la convergence uniforme. Il explique les conditions pour que ces convergences soient vérifiées et fournit des exemples et des théorèmes liés à la continuité, des intégrales et la dérivation des suites de fonctions.
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SUITES DE FONCTIONS 𝒇𝒏 (𝒙) Convergence Simple (CVS) CVS si lim 𝑓𝑛 (𝑥) ≠ ±∞ 𝑛→+∞ 1. Vérifier par DL 2. Pour chaque sous-intervalle, faire tendre 𝑛 vers +∞ → Pour 𝑥 ∈ 𝐼, lim 𝑓𝑛 (𝑥) = lim … = 𝑓(𝑥) 𝑛→+∞ 𝑛→+∞...
SUITES DE FONCTIONS 𝒇𝒏 (𝒙) Convergence Simple (CVS) CVS si lim 𝑓𝑛 (𝑥) ≠ ±∞ 𝑛→+∞ 1. Vérifier par DL 2. Pour chaque sous-intervalle, faire tendre 𝑛 vers +∞ → Pour 𝑥 ∈ 𝐼, lim 𝑓𝑛 (𝑥) = lim … = 𝑓(𝑥) 𝑛→+∞ 𝑛→+∞ 𝐶𝑉𝑆 3. Si 𝑓(𝑥) ≠ ∞, 𝑓𝑛 (𝑥) → 𝑓(𝑥) Pas CVS Si lim 𝑓𝑛 (𝑥) = ±∞ 𝑛→+∞ Intervalle composé de sous intervalles avec une limite infinie Convergence Uniforme (CVU) par calcul CVU si lim ‖𝑓𝑛 − 𝑓‖∞,𝐼 = 0 𝑛→+∞ 1. Pas CVS ⇒ Pas CVU 2. Ecrire : ∀𝑛 ∈ ℕ(∗) , 𝑔𝑛 = ‖𝑓𝑛 − 𝑓‖∞,𝐼 = sup|𝑓𝑛 (𝑥) − 𝑓(𝑥)| 𝑥∈𝐼 3. Calculer le sup dans 𝐼 : |ℎ𝑛 (𝑥)| = |𝑓𝑛 (𝑥) − 𝑓(𝑥)| a. Si ℎ𝑛 (𝑥) est (im)paire ⇒ on peut restreindre 𝐼 à ℝ+ b. Calculer ℎ𝑛′ (𝑥) c. Tab signe ℎ𝑛′ (𝑥) d. Tab var ℎ𝑛 (𝑥) e. En déduire le sup (si la fonction n’est pas bornée ⇒ pas CVU) 4. Résoudre 𝑔𝑛 = sup|ℎ𝑛 (𝑥)| 𝑥∈𝐼 𝐶𝑉𝑈 5. Faire lim 𝑔𝑛 {= 0 ⇒ 𝑓𝑛 (𝑥) → 𝑓(𝑥) sur I} 𝑛→+∞ ≠ 0 ⇒ 𝑓𝑛 pas CVU Convergence Uniforme (CVU) par majoration 1. Majorer ‖𝑓𝑛 − 𝑓‖∞,𝐼 par 𝑎𝑛 : sup|𝑓𝑛 (𝑥) − 𝑓(𝑥)| ≤ 𝑎𝑛 𝑥∈𝐼 𝑎𝑛 une quantité indépendante de 𝑥 𝑎𝑛 → 0 𝐶𝑉𝑈 2. 𝑓𝑛 (𝑥) → 𝑓(𝑥) sur 𝐼 Pas CVU Si 𝑓𝑛 pas continue Si |𝑓𝑛 (𝑥) − 𝑓(𝑥)| sur un intervalle non borné (𝑦 = ∞ en un pt) Si lim ‖𝑓𝑛 − 𝑓‖∞,𝐼 ≠ 0 ⇒ Pas CVU 𝑛→+∞ Convergence Uniforme sur tout Compact (CVUC) 1. Prendre 𝑥 ∈ [𝑎, 𝑏] 2. Faire la majoration OU max(|𝑔𝑛 (𝑎)|, |𝑔𝑛 (𝑏)|) fabinou.fr/fiches Théorèmes Continuité Intégrale Dérivation 𝑓𝑛 CVU(C) sur 𝐼 𝑓𝑛 CVU(C) sur 𝐼 = [𝑎, 𝑏] 𝑓𝑛 CVS sur 𝐼 Conditions 𝑓𝑛 𝒞 0 sur 𝐼 𝑓𝑛 𝒞 0 sur 𝐼 𝑓𝑛 𝒞 1 sur 𝐼 𝑓𝑛′ CVU(C) sur 𝐼 𝑏 lim (lim 𝑓𝑛 (𝑥)) 𝑑 Inversion 𝑛→+∞ 𝑥→𝑎 lim (∫ 𝑓𝑛 (𝑥) 𝑑𝑥 ) lim ( 𝑓 (𝑥)) 𝑛→+∞ 𝑎 𝑛→+∞ 𝑑𝑥 𝑛 Continuité 𝑓 continue sur 𝐼 fabinou.fr/fiches fabinou.fr/fiches