Majoration valeur d'une fonction holomorphe

Bonsoir,
Soit $f$ holomorphe telle que $|f(z)+4| \leq | z^2 + 2 |$ sur le cercle unité. Il est demandé de prouver que $2 \leq | f(0) | \leq 6$
Pourtant j'ai l'impression que le résultat demandé est faux :-(

En appliquant la formule de la moyenne on a $|f(0)+4| \leq \int_{0}^{2 \pi} |\exp(2 it ) + 2| dt \sim 2.12$ (en utilisant Wolfram B-)- )

En effet je ne peux appliquer la formule de la moyenne sur $|z^2+2|$ car elle n'est pas holomorphe.

Si vous pouvez m'aider sur ce problème s'il vous plaît ?

Merci pour votre aide,

Réponses

  • Ne pourrait-il pas être utile de considérer la fonction $\displaystyle{g:z\mapsto \dfrac{f(z)+4}{z^2+2}}$.
  • Bonsoir W314,

    0 étant dans le cercle unité, l'inégalité de ton énoncé s'applique pour $z =0$. Comment peux-tu en déduire une majoration de $|f(0)|$ ?
    Essaie, par un raisonnement analogue, d'en déduire une minoration.

    EDIT : J'ai mal lu, j'ai confondu le cercle et le disque, mes excuses !
  • Applique l'inégalité triangulaire?
    L'encadrement que tu veux prouver n'a rien à voir avec le fait d'être holomorphe!
  • Plutôt l’inégalité triangulaire renversée j'ai lu le disque unité
    Le 😄 Farceur


  • @BobbyJoe :Il me semble que pour passer de l’inégalité sur le cercle unité à la valeur en $0$, on ne peut pas se passer de l’hypothèse que la fonction est holomorphe.
  • Je n'arrive pas à avoir $6$ en majorant, mais développons l'idée de MrJ en utilisant le lemme suivant (Démonstration : ce livre, exercice 8 page 72).

    Soit $P \in \mathbb{C}[X]$ un polynôme unitaire et $U$ un ouvert connexe contenant le disque fermé $\left\{|z| \leqslant 1\right\}$. Soit $f$ holomorphe sur $U$ et on suppose que $g = f/P$ est holomorphe dans un ouvert contenant $\left\{|z| \leqslant 1\right\}$. Alors
    $$|g(0)| \leqslant \frac{1}{2 \pi} \int_0^{2 \pi} \left| f(e^{it}) \right| \, \textrm{d}t.

    $$ Appliqué ici à la fonction $g$ de MrJ qui satisfait les conditions, il vient
    $$\left| f(0) + 4 \right| \leqslant \frac{1}{\pi} \int_0^{2 \pi} \left| f(e^{it}) + 4 \right| \, \textrm{d}t.
    $$ En utilisant la condition imposée sur les valeurs de $f$ sur le cercle unité, on obtient
    $$\left| f(0) + 4 \right| \leqslant \frac{1}{\pi} \int_0^{2 \pi} \left| e^{2it} + 2 \right| \, \textrm{d}t.
    $$ Ensuite, plutôt que de prendre WolframAlpha, on peut utiliser Cauchy-Schwarz, car l'intégrale du carré du module se calcule bien :
    $$\left| f(0) + 4 \right| \leqslant \sqrt{\frac{2}{\pi}} \left( \int_0^{2 \pi} \left| e^{2it} + 2 \right|^2 \, \textrm{d}t \right)^{1/2} = 2 \sqrt 5.$$
  • Ah oui, je n'avais pas vu que la majoration n'était valide que sur le cercle unité!
  • L'indication est MrJ est donc la bonne... La fonction $\displaystyle g :z \mapsto \frac{f(z)+4}{z^2+2}$ est holomorphe sur un voisinage du disque unité.
    La formule de Cauchy donne alors $\displaystyle g(0)=\frac{1}{2\pi}\int_{0}^{2\pi}g(e^{i\theta})d\theta$ et on conclut par l'inégalité triangulaire.
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