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Niveau Licence Maths 1e ann
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theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction bizarre?

Posté par
aubryjeremy
20-12-11 à 19:48

Bonjour j'ai besoin d'une petite aide, quelqu'un pourrait m'aider , svp
faut-il appliquer le theoreme des valeurs intermediaires ?

Soit f une fonction deux fois dérivable sur R  vérifiant
(i) pour tout x € [0; 1]; x² <=f(x)
(ii) pour tout x €  [0; 1]; x -x² <=f(x)
(iii)pour tout x € [0; 1]; f(x) <= x
1) Calculer f(0) et f(1). Montrer qu'il existe c1 € ]0; 1[ tel que f'(c1) = 1.
2) Montrer qu'il existe c2 € ]0; 1[ tel que f''(c2) = 0.

le "<=" signifie inferieur ou egal.

Posté par
Jord
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:07

Salut,

qu'as-tu essayé? As-tu réussi déjà à trouver f(0) et f(1)?

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:10

oui f(0)=0 et f(1)=1 et apres je suis bloqué

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:19

Salut,

Grace aux différentes relations:

-x²<=f(x)-x<=0

f(1)-1=0
et g(0)=f(0)-0=0
Puis tu as un autre théorème auquel tu devrais penser quand tu vois ce que l'on te demande.

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:20

Oups assez en retard.

Bonjour Jord .

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:25

je ne comprend, ou veux tu en venir, le theoreme c'est lequel ?

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:28

Connais tu le théorème de Rolle ?

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:34

heu oui mais tres peu , je vais voir ce que je peux faire avec ce theoreme et si jy arrive pas, je donnerai ma langue au chat, merci pour l'aide

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:40

ah ca y'est j'ai reussi , merci !

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:40

De rien,

regarde sur Wikipedia au pire l'énoncé est très clair.

Dis moi si tu t'en sors.

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:42

mais pour appliquer le theoreme de Rolle, il faut que la fonction soit continue, or la dans l 'enoncé, on ne dit pas qu 'elle est continue

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:45

Si, si c'est écrit dans l'énoncé relis le bien.

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:47

la fonction, si elle dérivable, elle est forcément continue ?

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:50

Oui.

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 20:57

et pour la question 2, ca fait avec la fonction g(x)=f(x)-x, g'(x)=f'(x)+1
, je cherche g'(0) et g'(1)et regarde si g'(0)=g'(1) pour appliquer ensuite le theoreme de rolle ? ca donne f'(0)+1 et f'(1)+1 mais je n'ai pas f'(0) et f'(1)

Posté par
carpediem
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 21:10

salut

g" = f" ....

g'(0) = g'(1) = 0 et on applique le TAF ....... tout comme dans la question précédente .....

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 21:12

Attention,

Pour x dans ]0,1[, g'(x)=f'(x)-1

Puisque tu cherches à prouver que il existe c dans ]0,1[ tq:

f''(c)=0

Pour satisfaire aux conditions de Rolle, il te faudra trouver a et b tq:

f'(a)=f'(b)

Tu sais déjà que en une valeur c1: f'(c1)=1

Sais tu vers quoi tend f(x)/x lorsque x tend vers 0 ?

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 21:15

Bonsoir Carpediem,

j'étais partit dans totalement autre chose, je vais voir ta solution qui me semble plus simple, ou peut être tout simplement juste ^^.

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 21:25

Comment montres-tu que g'(1)=0 ?

Posté par
carpediem
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 21:26

le TAF répond aux deux questions ......

Posté par
carpediem
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 21:27

f(1) - f(0) = f'(c)(1 - 0)

g(1) - g(0) = g"(d)(1 - 0)

....

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 21:42

Oui, c'est vrai Carpediem que c'est plus rapide. Mais je n'arrive pas à prouver que g'(1)=0 , j'ai pas trop forcé, mais ça doit demander un minimum de réflexion.  

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 22:06

je suis presque arrivé au but,le raisonnement je l'ai compris  mais il me manque f'(0) et f'(1).

Posté par
frenicle
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 22:37

Bonjour à tous,

On n'a pas g'(1) = 0, en général.

Par exemple la fonction f(x) = x - x2 + x3 répond aux contraintes de l'énoncé.
Et on a bien f'(c1) = 1 et f"(c2) = 0, avec c1 = 2/3  et c2 = 1/3.

Mais g'(1) = f'(1) - 1 = 2 - 1 = 1

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 20-12-11 à 22:51

Bonsoir frenicle,

Merci, je me disais que ce n'était pas évident.

Cela dit j'avais pas vraiment cherché.

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 10:01

frenicle, comment trouves tu cette fonction f(x) = x - x2 + x3, j'ai verifié ,c'est bon mais quel a été ton raisonneemnt pour la trouver, j'ai essayé avant c'est dur , il faut faire plein d'essai pour trouver la bonne fonction,  ta une technique ou ta fais plein d 'essai jusqua trouver la bonne !

Posté par
frenicle
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 10:26

En fait, j'ai fait un dessin avec les trois fonctions qui encadrent f, c'est-à-dire x2, x, et x-x2, et on voit que du côté de 0 f est "pincée" entre x et x-x2, donc que sa dérivée doit valoir 1. Par contre, il y a plus de liberté au voisinage de 1 ou la dérivée semble comprise entre 1 et 2. Après j'ai essayé le polynôme le plus simple qui me soit venu à l'esprit, et ça a marché (j'ai eu sans doute de la chance )

theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 10:27

enfait j'ai oublié de mettre  une question entre la 1) et la 2) car je croyai reussir a la faire,cette question  est :

Quelle est la définition de dérivée à droite en un point? En déduire la valeur de
f'd(0) puis de f'(0) ?

c'est peut etre plus simple pour montrer qu'il existe  c2 tel que f"(c2)=0

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 10:31

ah ok , c'est très malin, faut avoir en tete un bon nombre de polynomes et connaitrfe leur fonctionnement ce qui n est pas mon cas, tu dois avoir fais beaucoup de math pour en aariver là, merci pour l'astuce

Posté par
carpediem
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 17:01

oui j'ai été un peu vite ....

dans le deuxième cas c'est effectivement le théorème de Rolle (cas particulier du TAF avec les deux images égales ....)

j'avais aussi fait un dessin  et étais arrivé à la même conclusion que frenicle :: f'(0) = 1 (à droite) et effectivement la question intermédiaire que aubryjeremy nous avait malicieusement cacheé nous montre que c'est le bon raisonnement ...

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 22:53

lol, désolé de vous l'avoir caché, je pensais pas que c'était si important, donc carpediem si je comprend bien f'(0)=f'(c1)=1 et donc d'après le théorème de Rolle il existe c2 appartenant à [0;c1] qui est inclus dans [0;1] tel que f"(c2)=0 et ca repond a la question, est ce ca ?

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 23:03

C'est presque ça, mais revoit tes crochets, tu es sûr qu'il faut les fermer? Enfin tu me diras si c'est vrai quand ils sont ouverts c'est vrais quand ils sont fermés.

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 23:19

oui tu as raison il faut les laisser ouvert et mis a part ce détail, mon raisonnement est bon, je repond a la question de cette façon

Posté par
numero10
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 23:27

C'est le raisonnement que j'avais au départ alors forcément je vais te dire que oui ^^.

Mais oui il est juste.

Posté par
aubryjeremy
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 21-12-11 à 23:33

lol, ah enfin ca fait du bien d etre aller au bout ,j'en voyais plus la fin avec tous les changements de tout le monde , je me sens soulagé, merci à tous

Posté par
carpediem
re : theoreme des valeurs intermediaires dans cette fonction biz 22-12-11 à 17:35

de rien



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