équation fonctionnelle

Réponses à toutes vos questions après le Bac (Fac, Prépa, etc.)
egan
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équation fonctionnelle

par egan » 04 Juil 2010, 12:04

Salut,
Comment faut-il s'y prendre pour résoudre ceci ?
Soit une fonction continue sur tel que:


Je sais pas trop comment je me suis débrouillé mais je n'ai trouvé que les fonctions du type k/x où k est une constante, ce qui ne paraît pas bien correcte car il y a aussi les puissances...
Par quel côté il faut attaquer un truc comme ça ?
Merci d'avance.
@+ Boris.



Doraki
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par Doraki » 04 Juil 2010, 12:19

Je vois pas pourquoi la fonction x -> 2/x est solution.

Nightmare
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par Nightmare » 04 Juil 2010, 12:20

Salut ,

généralement !

Tu peux étudier g=ln o f (à condition d'avoir montré que f était positive) en remarquant que g(xy)=g(x)+g(y) dont les solutions sont bien connues ! Autre méthode : Par densité de Q dans R. Autre méthode : On montre que f est dérivable et trouve une bonne équation différentielle vérifiée par f.

egan
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par egan » 04 Juil 2010, 12:20

Ah oui tiens j'avais pas fait attention à ça. J'ai pas tenu compte de la valeur en 1. Effectivement, il faut que la constante soit 1.
J'ai fait la dernière méthode. Mais je crois que je vais toutes les faire. ^^
Je vais recommencer depuis le début pour voir ce qui n'allait pas et je vous montrerais ce que j'ai fait.

egan
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par egan » 04 Juil 2010, 13:44

C'est bon j'ai trouvé mon erreur (la division par 0 ça fait très mal quand c'est caché dans un tas de calcul :mur: ) et j'ai réussi à le faire avec l'équa. diff. du coup.
Voilà ce que j'ai fait.
On suppose que n'est pas la fonction nulle.
Soit et .
Alors comme est continue, on peut en prendre l'intégrale:

Ce qui nous amène à:

Or n'est pas la fonction nulle et elle est continue donc il existe un tel que soit non nulle.
En effet, on raisonne par l'absurde et on suppose qu'un tel n'existe pas. Comme n'est pas la fonction nulle, il existe tel que .
Si :
Par continuité de , il existe tel que:

Donc
Donc
Or
Ce qui est absurde.
Si , on raisonne de même.
Donc il existe un tel que .
On note l'inverse de cette intégrale.
On a alors:

Par dérivabilité de la fonction inverse et de la fonction intégrale précédente, on obtient la dérivabilité de .
La dérivation de cette expression , nous donne l'existence de tel que:

Comme est un intervalle, est de la forme:

Or donc est égale à 0 ou 1. Or si :

Donc est la fonction nulle, ce qui est absurde.
Donc et par conséquent, il existe tel que:
.

J'ai essayé de bien le rédiger, ça prend un peu de temps mais je trouve ça vraiment chiant les trucs rédigés n'importe comment. En plus, ça permet de mieu voir les erreurs.
Je ne pense pas avoir fait d'erreur. C'est ça non ?

egan
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par egan » 04 Juil 2010, 19:42

Ca a pas l'air d'amuser grand monde tout ceci. :(

girdav
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par girdav » 04 Juil 2010, 21:05

Je pense que c'est correct.
En fait, comme et que si n'est pas la fonction nulle alors ne s'annule pas, on a que est strictement positive, ce qui t'épargne la distinction de cas.

egan
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par egan » 04 Juil 2010, 21:12

Bien vu l'astuce pour éviter la disjonction de cas. ;)
Merci pour ta réponse.

vingtdieux
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par vingtdieux » 04 Juil 2010, 22:05

Meme resultat en partant de l'accroissement f(x+h)=f[x+(1+h/x)]=f(x)f(1+h/x)
Donc f(x+h)-f(x)=f(x)[f(1+h/x)-1]=f(x)[f(1+h/x)-f(1)]
Endivisant par h et en faisant tendre h vers 0 on aura f'(x)=f(x)f'(1)/x
Ce qui donne f(x)=Ax^f'(1). Mais f(1)=1 car f'(1)=f(1)f'(1)/1 donc A=1
Au final f(x)=x^f'(1). Le alpha d'Egan c'est f'(1)

egan
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par egan » 05 Juil 2010, 09:38

Pour le faire avec la densité, je vois ce qu'il faut faire mais je ne vois pas comment le faire. Quelqu'un pourrait me donner un coup de pouce ?

ffpower
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par ffpower » 05 Juil 2010, 09:49

Prouve que f envoie positifs sur strictemens positifs si f est non nulle, puis pose par exemple a tel que f(2)=2^a, puis montre que pour tout x de la forme 2^r avec r rationnel on a f(x)=x^a, et conclus par densité..

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Ben314
Le Ben
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par Ben314 » 05 Juil 2010, 10:03

Salut,
Je sais pas trop ce que tu appelle "avec la densité", mais ça pourrait ressembler à ça :

S'il existe un a>0 tel que f(a)=0, alors, pour tout x>0, on a f(x)=f(a)f(x/a)=0 donc f est identiquement nulle : cela fournit une première solution.

On suppose dorénavant que f ne s'annule pas sur ]0,oo[. Comme elle est continue sur cet l'intervalle, cela signifie qu'elle ne change pas de signe (théorème des valeurs intermédiaires). Or f(1)=f(1.1)=f(1)f(1) donc f(1)=1>0 (car f(1) non nul) et cela implique que f(x)>0 pour tout x>0.

Partant de f(xy)=f(x)f(y), une petite réccurence montre que, pour tout entier n et tout x>0, donc, que (car f(x)>0) d'où , pour tout y>0 .
Cela implique que, pour tout x>0 et , on a .
Mais, pour x fixé, la densité de dans ainsi que la continuité de f et de montrent qu'en fait, pour tout x>0 et , on a .
En prenant par exemple on en déduit que, pour tout on a , dont pour tout où est une constante réelle.
Réciproquement, il est immédiat que toute fonction (où r est une constante réelle fixée) vérifie l'équation de départ.
Qui n'entend qu'un son n'entend qu'une sonnerie. Signé : Sonfucius

egan
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par egan » 05 Juil 2010, 12:05

Oui c'était la densité de Q dans R que je voulais utiliser. Merci pour ta réponse.

 

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