Bonjour a tous,
J'aurais besoin d'un petit coup de pouce pour un exo de maths.
Soit f:, une fonction continue définie par f(x)+f(y)=2f((x+y)/2).
On suppose qu'il existe X et Y tels que XY et f(X)=f(Y)=0. Montrer alors que x, f(x)=0
Montrer alros que les fonctions qui vérifient cette propriété sont des fonctions affines de la forme g(x)=ax+b, avec (a,b)². On cherchera les valeurs de a et b.
Mon principal soucis est que je n'ai simplement aucune idée pour démarrer l'une ou l'autre des questions, ce qui est handicapant. J'aurais besoin de quelques indications pour pouvoir conclure...
Merci d'avance !!
Bonjour Effort,
la seule information que tu possèdes est : . Pour que tu intuites mieux pourquoi on pose ça, prends et dans \mathbb{R}, et demande toi qui est pour eux (c'est géométrique).
donc en particulier . Donc grâce à ton hypothèse, . Essaie de rédiger proprement pourquoi ceci veut dire que pour tout réel, on aura ainsi .
Pour en déduire que les telles f sont les fonctions affines, je suis sûr que tu peux trouver. Pense à dessiner un peu ce qui se passe, c'est un bon principe général.
Cordialement,
Drasseb
Bonjour,
Merci beaucoup pour ta réponse Drasseb. Donc je vois tout a fait ce que représente (x+y)/2, c'est en fait le "milieu" ( si on peut parler de milieu dans les réels ), ou la moyenne de x et y. Je comprends donc pourquoi on a cette relation. Mais je ne vois vraiment toujours pas comment le prouver analytiquement a partir de deux valeurs particulieres de f(x)...
salut
si f est nul en x et y alors elle est nul en (x+y)/2 puis par récurrence en xk=k(x+y)/2n pour 0kn et tout n
suppose qu'il existe r tel que x<r<y et f(r)=t0
montre alors que tu peux construire une sous-suite de (xk) qui converge vers r
et par continuité de f tu aboutis à une contradiction avec t0
prend =t/2...
donc f est nulle sur [X,Y]
ensuite pour x pas "trop loin de" [X,Y] alors il existe a et b dans [X,Y] tel que b (ou a suivant que x est à gauche ou à droite de l'intervalle) tel que a (ou b) =(x+b)/2
et en appliquant la relation que vérifie f où deux termes sont nuls alors le 3e est nul et tu sort de [X,Y] et donc f est nulle aussi à l'extérieur de [X,Y] et tu continue sur R donc f est nulle...
à rédiger proprement
Désolé je m'étais absenté quelque peu.
Le point milieu est bien la réponse que j'attendais ! [ça a bien un sens pas de soucis, ne parle-t-on pas de la droite réelle ?]
En survolant très rapidement les deux posts de carpediem je dirais a priori comme lui s'il faut vraiment être plus précis [et à condition que tu aies officiellement droit au théorème de Bolzano-Weierstrass, cas réel].
Enfin pour la deuxième question, si f est nulle on peut la voir comme une application affine assez dégénérée (a=b=0), sinon d'après la question précédente il n'existe qu'un seul X tel que f(X)=0, donc après en farfouillant comme il faut tu vas réussir à trouver a et b...[au fait, géométriquement, qui sont a et b ? Comment on les détermine ?]
Bonne soirée,
Drasseb
Une méthode :
Soit S = { f: | f est continue et pour tout (x,y) 2 f(x) + f(y) = 2f((x + y)/2)}.
1. Soit f S \ {0}. Posons , pour tout réel x : F(x) = 0x f .
Soit x .Les applications t f(x) + f(t) et t 2f((x + t)/2) sont continues et égales donc en intégrant de 0 à 1 on obtient : f(x) + F(1) = F((x + 1)/2) - F(x/2) .
Il en résulte que f est dérivable .
Soit y . x f(x) + f(y) - 2f((x + y)/2) est dérivable et nulle donc pour tout x on a : 0 = f '(x) - f '((x + y)/2) .
Autrement dit on a : " (x,y) 2 , f '(x) = f '((x + y)/2) "
On a donc aussi : " (y,x) 2 , f '(y) = f '((y + x)/2) "
Finalement on a : " (x,y) 2 , f '(x) = f '((x + y)/2) = f '(y) "
f ' est donc constante et f est affine càd de la forme x ax + b où a et b sont des réels . D'ailleurs b = f(0) et a = f(1) - f(0) .
2. Inversement il est facile de voir que toute application affine est dans S de sorte que S = { x ax + b | (a,b) 2 }
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Il semblerait que celui qui a posé cet exercice attendait la méthode suivante :
Soit f S . Soient g : (f(1) - f(0))x + f(0)) et h = f - g . On a h S et h(0) = h(1) = 0 .
.On montre alors que
1. h(n) = 0 pour tout n (récurrence).
2. Pour tout n on a : " k , h(k.2-n = 0 (récurrence encore).
On utilise ensuite les th
1. {k.2-n | (k,n) } est dense dans .
2.Toute application de dans qui est nulle sur une partie dense de est (identiquement) nulle .
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