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