Lemme des prisonniers

Bonjour,

Je cherche à démontrer un critère de convergence de suite.

Soit $(u_n) \in \mathbb{E}^{\mathbb{N}}$ où $\mathbb{E}$ désigne un espace vectoriel de dimension finie, bornée, admettant un nombre fini de valeurs d'adhérence et telle que $u_{n+1} - u_n \rightarrow 0$. Il faut alors montrer que $(u_n)$ converge.

Encore une fois, je pense qu'il faut démontrer que les conditions $u_{n+1} - u_n \rightarrow 0$ et $(u_n)$ admet un nombre de valeur d'adhérence fini impliquent que $(u_n)$ a une unique valeur d'adhérence. Intuitivement, je conçois bien que la condition $u_{n+1} - u_n \rightarrow 0$ est incompatible avec le fait que $(u_n)$ ait au moins deux valeurs d'adhérences $a$ et $b$. En effet, en considérant deux boules disjointes centrées en $a$ et $b$, l'écart entre deux termes consécutifs de la suite sera, à partir d'un certain rang, trop faible pour que la suite prenne des valeurs dans les deux boules. L'une des deux boules ne contiendra donc des termes de $(u_n)$ que pour un nombre fini d'indices, ce qui contredit l'existence de la valeur d'adhérence...

Merci

Réponses

  • Salut,

    Suppose qu'il y en a plus d'une et appelle $\varepsilon>0$ la plus petite distance entre deux valeurs d'adhérence...
  • s il vous plait j ai une question de physique indiquez moi a qui je peux la poser
  • amusant, je me souviens d'avoir eu cet exo à l'oral de l'agrégation...
    A demon  wind propelled me east of the sun
  • mais pourquoi ça s'appelle "lemme des prisonniers"? Parce que la suite est emprisonnée dans une seule valeur d'adhérence?


    A mon avis l'exercice suivant sera plus amusant pour toi que celui du premier post, et surtout l'implique facilement:

    (1)Soit u une suite telle que limite quand n tend vers + l'infini de u(n+1)-u(n) vaut 0.

    Alors l'ensemble des valeurs d'adhérence de u est connexe (on change pas les ensembles de départ et d'arrivée/ ton exo initial)

    Dans ton exo, précise dans les hypothèses "fini non vide", car l'ensemble vide est fini et tu devrais prouver que dès qu'une suite a la prop(1) ci-dessus alors elle a au moins une val. d'adh. ce qui me parait quand-même assez difficile (tu parles d'ev "borné", humhum, c'est pas trop clair, peut-être voulais-tu dire partie bornée d'un ev de dim fini (ou compact? using dim finie+borné --->rel compact), etc, etc)
  • CC, tu indentes mal :

    \begin{quote}
    Soit $(u_n) \in \mathbb{E}^{\mathbb{N}}$ $\{$ où $ \mathbb{E}$ désigne un espace vectoriel de dimension finie $\}$, bornée, admettant un nombre fini de valeurs d'adhérence et telle que $ u_{n+1} - u_n \rightarrow 0$.
    \end{quote}

    C'est la suite qui est bornée! Le féminin ne laisse d'ailleurs planer aucun doute. Et une suite bornée d'un evn a au moins une valeur d'adhérence (l'ensemble vide est exclus).
  • Cela s'appelle le "lemme des prisonniers" parce qu'il existe une valeur d'adhérence $a$ pour laquelle, dès que l'incrément $|u_{n+1}-u_n|$ devient "suffisamment petit", les $u_n$ restent prisonniers dans un disque de centre $a$.

    Par ailleurs, il n'est pas nécessaire que supposer que $|u_{n+1}-u_n|$ tend vers $0$ : il suffit que cet incrément soit, à partir d'un certain rang, strictement inférieur à l'inf des distances mutuelles entre les différentes valeurs d'adhérence.
  • Merci pour vos infos, et effectivement, Barbant, je dois des excuses à skywitit dont le texte était soigneux jusqu'à la virgule près... "indenter" veut dire "bien lire les parenthèses, blocx, sousblocs, etc"? :)o
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.