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Niveau Licence Maths 1e ann
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application non linéaire

Posté par Profil coopers 26-04-18 à 18:41

Bonjour,
je souhaiterai, s'il vous plait, savoir si ma réponse à l'exercice suivant est correcte (notamment sur la manière de rédiger).

Enoncé:
Montrer que l'application [X] [X]
                                                            P      P2
n'est pas linéaire.

Ma réponse:
Soit f cette application
Soient P,Q[X]
et , deux réels.
f(P+Q)
=(P+Q)2
=(P)2+ (Q)2+ 2(P)(Q)
=2P2+2Q2+2PQ
=2f(P)+2f(Q)+2PQ
f(P)+f(Q)
donc f n'est pas linéaire.

Je vous remercie par avance pour votre aide

Posté par
boninmi
re : application non linéaire 26-04-18 à 18:47

Bonsoir,

Comment justifies-tu la dernière ligne ?
Comment prouve-t-on une non égalité ?
C'est la méthode du contre exemple.
Il te suffit de trouver un polynôme P et un polynôme Q pour lesquels l'égalité est fausse.
Du coup, il y a beaucoup plus simple.
Prends P=1, Q=0, =2.
f(P)=1
f(2P)=4
2f(P)=2≠4 .

Posté par
cerveaulogik
re : application non linéaire 26-04-18 à 18:48

Bonjour,
Pour qu'une application, il faut que
f(x+y)=f(x)+f(y)
quelque soient x et y de l'ensemble de départ de l'application.
Il suffit donc de montrer qu'il y a un x et un y qui ne vérifient pas
f(x+y)=f(x)+f(y), et il faut pas chercher loin.
Votre démonstration n'est pas fausse. En général, on n'a pas
\lambda f(P) + \mu ^{2} f(Q)+2\lambda \mu PQ = \lambda f(P)+\mu f(Q)
mais il suffit de prendre un cas particulier.
En espérant vous avoir été utile.

Posté par
jsvdb
re : application non linéaire 26-04-18 à 18:50

Bonjour coopers
C'est juste, mais trop compliqué car pour passer de l'avant-dernière ligne à la dernière, il faut exhiber des coefficients et un polynôme qui mettent en défaut la linéarité; donc, au final, un simple contre-exemple suffit en guise de démonstration.

Tu appelles \varphi l'application.

Et pour aller au plus simple : tu prends P(X) = 2, on a clairement \varphi(2) = 4\neq 2 = 2 \varphi(1)

Posté par Profil coopersre : application non linéaire 26-04-18 à 19:47

Bonsoir à tous,

merci beaucoup pour votre aide.

J'ai compris qu'il faut chercher un contre-exemple pour montrer qu'une application n'est pas  linéaire.
Est-ce que je peux rédiger comme ceci ma réponse:
soit \varphi l'application et le polynôme P(x)= 2x
\varphi(2x)=4x^2\neq 2x^2 donc \varphin'est pas linéaire.

Mais dans le cas d'une application linéaire, est-ce qu'on peut rédiger ainsi :
Par exemple : soit \varphi l' application  
                      R[X]\rightarrow]R[X]
                      P\rightarrow2P

Soient P,QR[X] et , deux réels
\varphi(P+Q)
=2(P+Q)
=2P+2Q
=2P +2Q
=\varphi(P)+\varphi(Q)
aucune  justification supplémentaire n'est nécessaire dans le cas d'une application linéaire?

Posté par
jsvdb
re : application non linéaire 26-04-18 à 19:50

Dans ce cas, oui, c'est bon.
On peut éventuellement, à la fin, illustrer à l'aide d'un exemple mais ce n'est pas indispensable.

Posté par
carpediem
re : application non linéaire 27-04-18 à 00:22

salut

on peut utiliser un contre-exemple "général"

f(P) + f(P) = 2P^2

f(2P) = 4P^2

et 4 <> 2 suffit pour conclure que f n'est pas linéaire ...

Posté par
jsvdb
re : application non linéaire 27-04-18 à 00:27

Bon bin là si on n'a pas compris que dans \R, 4 est différent de 2 ...

Posté par
boninmi
re : application non linéaire 27-04-18 à 08:54

jsvdb @ 27-04-2018 à 00:27

Bon bin là si on n'a pas compris que dans \R, 4 est différent de 2 ...

On peut aussi faire 9≠3
Le problème du contre exemple, c'est la possibilité de choix. Les mathématiciens, et en particulier les apprentis, détestent le tâtonnement (j'allais dire le bricolage).

Posté par
carpediem
re : application non linéaire 27-04-18 à 09:56

pas d'accord ...

combien de fois un mathématicien tâtonne avant de présenter une réponse convenable (et rigoureuse)  ...

le pb c'est que maintenant on voit vraiment du bricolage et de l'à peu près de façon permanente ...

Posté par
jsvdb
re : application non linéaire 27-04-18 à 10:38

Je suis d'accord avec vous deux. Les mathématiques sont d'abord et avant tout une science expérimentale.
Comme tout le monde je tatonne avant de trouver une bonne réponse. Beaucoup de mes réponses « importantes « sur ce site font, avant rédaction, l'objet de pas mal de pages de brouillon.



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