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  • Théorème du point fixe de Banach-Picard

    Formulaire de report

    Théorème du point fixe de Banach-Picard :
    • \((E,d)\) est un Espace métrique
      complet
    • \(f\) \(:E\to E\) est contractante de rapport \(k\)

    $$\Huge\iff$$
    • la suite récurrente définie par \(x_0\in E\) et \(x_{n+1}=f(x_n)\) converge vers \(x\)
    • \(x\) est l'unique Point fixe de \(f\)
    • la vitesse de convergence est donnée par : $$d(x_n,x)\leqslant\frac{k^n}{1-k}d(x_0,x_1)$$


    Démontrer le théorème du point fixe de Banach.

    Unicité du point fixe donnée par inégalité de contraction.

    Montrer que la suite récurrente est de Cauchy en utilisant la contraction de \(f\).

    On a donc la convergence par complétude de \(E\).
    La suite est donc de Cauchy, et donc converge dans \(E\) complet.

    Par passage à la limite dans \(x_{n+1}=f(x_n)\), on en déduit que la limite \(x\) est point fixe de \(f\).

    On fait tendre \(p\to+\infty\) dans l'inégalité précédente pour obtenir la vitesse de convergence.


    Questions de cours


    On pose \(A\), qui associe à une fonction la fonction donnée par l'énoncé.

    On peut la majorer via la norme uniforme et trouver qu'elle est contractante.

    Trouver une solution sur \([0,\frac12]\) via le théorème du point fixe de Banach-Picard.

    Etendre à tout \([1/2,1]\) en ajoutant une constante.


    Démontrer la proposition suivante :

    On est dans un Banach, et une composante est lipschitzienne.

    On montre que \(A\) est contractante

    On conclut en utilisant le théorème du point fixe de Banach-Picard.




  • Rétroliens :
    • Forme intégrale
    • Point fixe
    • Théorème d'inversion locale