EQUATION FONCTIONELLE
Réponses à toutes vos questions après le Bac (Fac, Prépa, etc.)
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Napoléon
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par Napoléon » 01 Juin 2024, 12:19
Bonjour, j'ai un problème que je n'arrive pas à résoudre. Soit

une fonction définie sur

tel que
=f(a)+f(b)\;\;\forall a,b\in\mathbb{R}_+^*)
. J'aimerais démontrer que cette fonction est dérivable pour tout

. J'ai déjà remarqué que
=lim_{y\rightarrow x}\frac{f(y)-f(x)}{y-x}=lim_{a\rightarrow 1}\frac{f(ax)-f(x)}{ax-x}=lim_{a\rightarrow 1}\frac{1}{x}\cdot\frac{f(a)-f(1)}{a-1}=\frac{1}{x}\cdot f'(1))
Il ne me reste donc plus qu'à démontrer la dérivabilité en 1, mais là je ne vois pas du tout comment faire.
Merci beaucoup pour votre aide !
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Napoléon
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par Napoléon » 01 Juin 2024, 18:35
Il faut bien sûr rajouter l'hypothèse de continuité de f.
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phyelec
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par phyelec » 02 Juin 2024, 20:31
Bonsoir,
vous pouvez voir si vous aboutissez en prenant g(x)=f(ax) vous avez alors g'(x)=af'(ax) et vous avez également g(x)=f(a)+f(x),
g'(x)=(f(a)+f(x))'=f'(x)=af'(ax) quelque soit a et x de R+
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Napoléon
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par Napoléon » 03 Juin 2024, 18:12
Je vois, merci !
Cependant j'ai l'impression que cela montre juste que f est soit dérivable partout soit dérivable nul part, et je ne vois pas pourquoi le deuxième cas n'est pas possible.
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phyelec
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par phyelec » 03 Juin 2024, 22:33
je n'aurais pas écris f'(x)=f'(1)/x mais plutôt ceci:
=lim_{h -> 0} \dfrac {f(x+h)-f(x)}h=lim_{h -> 0} \dfrac {f(x(1+h/x))-f(x)}h=lim_{h -> 0} \dfrac {f(x) +f(1+h/x)-f(x)}h)
donc
=lim_{h -> 0} \dfrac {f(1+h/x)}h=lim_{h -> 0} \dfrac {f(1+h/x)-f(1)}h=lim_{h -> 0} \dfrac {f(1+h/x)-f(1)}{\dfrac{xh}x}=\frac 1x lim_{h -> 0} \dfrac {f(1+h/x)-f(1)}{\dfrac{h}x})
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phyelec
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par phyelec » 03 Juin 2024, 22:43
j'ai écris :"je n'aurais pas écris f'(x)=f'(1)/x mais plutôt ceci:" quoique avec f'(x)=af'(ax) si x=1 on a bien f'(a)=f'(1)/a pour tout à appartenant à R+*.
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phyelec
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par phyelec » 03 Juin 2024, 23:41
pour la fonction f est dérivable seulement si f'(1) existe et donc si :
= \lim {h->0} \dfrac{f(1+\dfrac hx) -f(1)}{\dfrac hx}}=C)
ou C est une constante.
On cherche une fonction f avec la propriété f(ab)=f(a)+f(b) . Je ne vois pas ce que l'on peut dire de plus.
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Napoléon
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par Napoléon » 04 Juin 2024, 06:55
On a montré que f (solution de l'équation fonctionnelle) est dérivable ssi f'(1) existe. Mais une fonction solution de l'équation est dérivable dès lors qu'elle est continue et c'est cela que j'aimerais montrer. C'est à dire que j'aimerais montrer qu'elle est dérivable sans avoir à supposer qu'elle est dérivable en 1 point.
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Ben314
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par Ben314 » 04 Juin 2024, 09:06
Salut,
Comme

est continue,
\,dt)
existe et est dérivable sur

et, pour tout

, on a
\!-\!F\big(\frac{1}{x}\big)=\int_{\frac{1}{x}}^{\frac{2}{x}}\!f(t)\,dt=\int_1^2\!f\big(\frac{s}{x}\big)\,\frac{ds}{x}=\frac{1}{x}\int_1^2\!\big(f(s)\!-\!f(x)\big)\,ds=\frac{1}{x}\big(F(2)\!-\!f(x)\big))
C'est à dire
=F(2)+x\Big(F\big(\frac{1}{x}\big)\!-\!F\big(\frac{2}{x}\big)\Big))
ce qui prouve que

est dérivable sur

vu que

l'est.
Qui n'entend qu'un son n'entend qu'une sonnerie. Signé : Sonfucius
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Napoléon
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par Napoléon » 04 Juin 2024, 09:30
Trop bien, merci beaucoup !
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phyelec
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par phyelec » 04 Juin 2024, 10:58
oui trop bien Ben314.
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