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Fonctions qui transforment les produits en produits

Posté par
infophile
02-02-07 à 18:00

Bonjour

J'aimerais pouvoir démontrer que les fonctions qui transforment les produits en produits de la forme \rm \large \red f(xy)=f(x).f(y) sont :

\red \bullet Les fonctions puissances.
\red \bullet La fonction constante égale à 0.
\red \bullet La fonction constante égale à 1.


C'est une simple curiosité, pour le moment j'ai réussi à démontrer que \rm \large f(\frac{1}{x})=\frac{1}{f(x)} pour \rm \large x\neq 0 et aussi \rm \large f(\frac{x}{y})=\frac{f(x)}{f(y)} pour \rm \large y\neq 0. Puis j'ai essayé d'étudier les variations de ces fonctions.

Sans me donner trop d'explications, pouvez-vous m'aiguiller dans la démonstration ?

Merci

Posté par
Nightmare
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 18:07

Bonjour Kevin

Je suppose que tu cherches les fonctions continues vérifiant cette équation fonctionnelle (si f est dérivable c'est encore plus simple).

Quoi qu'il en soit, voici une piste :

Tu remarques que 3$\rm f(x^{2})=f^{2}(x)
On peut généraliser en disant que pour tout n entier 3$\rm f(x^{n})=[f(x)]^{n}
Essaye de voir ce qu'il se passe pour un exposant rationnel et ensuite pour un exposant réel (utiliser la densité de Q dans R).

Posté par
infophile
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 18:09

Salut Jord

Oui elles sont bien sûr dérivables

Ok je vais voir ça merci pour la piste

Avant tout j'ai un DM de maths à faire donc je me réserve ça pour plus tard.

Posté par
Nightmare
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 18:10

Dérivables ou juste continues?

Posté par
infophile
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 18:11

Dérivables

Posté par
Nightmare
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 19:30

Hum eh bien si c'est dérivable ça devient simple, il suffit de ... dériver

Par exemple en dérivant par rapport à x :
3$\rm yf'(xy)=f'(x)f(y)

Ensuite prend x=1 et regarde ce qu'il se passe.

Posté par
infophile
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 19:42

Oui voila je me suis arrêté à la dérivée

Pour x=1 on a yf'(y)=f'(1)f(y)

f(xy)=f(x).f(y)

f(1y)=f(1).f(y) donc f(1)=1

Je suis cencé voir d'autres choses je suppose ?

Posté par
Nightmare
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 19:48

Tu as donc yf'(y)=f'(1)f(y).

Bon, on sait que f=0 est solution.
On suppose maintenant que f n'est pas nulle.

L'équation ci-dessus devient :
\rm \frac{f'(y)}{f(y)}=\frac{f'(1)}{y}
En primitivant des deux côtés, on obtient ce qu'on cherche.

Posté par
infophile
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 19:54

On a donc ln(f(y))=f'(1)ln(y)\Leftright f(y)=y^{f'(1)} ?

Posté par
Nightmare
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 19:59

C'est ça

Posté par
infophile
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 20:08

Je te remercie

Posté par
Nightmare
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 20:25

Maintenant si tu veux tu peux essayer sans l'hypothèse de dérivabilité, c'est bien plus interressant

Posté par
infophile
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 20:37

J'essayerais ça

Tiens toi qui a déjà fait du \LaTeX tu peux jeter un oeil dans la partie site ?

Posté par
infophile
re : Fonctions qui transforment les produits en produits 02-02-07 à 20:46

Non c'est bon finalement



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