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Applications_2

Posté par
bouchaib
03-09-24 à 13:19

Bonjour,

Soit f une application de R vers R telle que : (\forall (x, y)\in R^2) f(x+y)=f(x)×f(y),
1) Montrer que f n'est pas  surjective .
2) Montrer  que : (f injective) f(0)=1   (\forall x\in R*) f(x)1.

Réponse :  On doit trouver f(x) pour pouvoir montré  que f  n'est  pas surjective, on est obligé de se placer  dans le cas particulier (x; y)= (x/2 ; x/2) alors on aurait :  

f(\frac{x}{2}+\frac{x}{2})f(x)= (f(\frac{x}{2})^{2}
D'où  (\forall x\in R) : f(x) \geq 0

  Donc ]-,0[ de R ( ensemble d'arrivée de f) n'ont pas d'antécédents. Donc f n'est pas surjective.

2) franchement je n'ai pas pu voir comment débuter la réponse.
Merci de me débloquer.

malou edit > mise en Ltx

Posté par
malou Webmaster
re : Applications 03-09-24 à 14:07

bouchaib bonjour

numérote tes sujets quand tu les nommes de la même manière
Merci !

Posté par
verdurin
re : Applications_2 03-09-24 à 15:32

Bonjour,
x=x+0 donc . . .

Posté par
bouchaib
re : Applications_2 03-09-24 à 19:45

Merci ,

On a une équivalence, on peut montrer sa véracité en montrant la véracité de la double implication .
Mais toujours bloqué .

Pardon .

Posté par
carpediem
re : Applications_2 03-09-24 à 20:04

salut

pour poursuivre l'idée de verdurin :

f(0) = f(0 + 0) = f(0)^2 donc f(0) = ... ?

Posté par
bouchaib
re : Applications_2 03-09-24 à 20:34

f(0)= f(0).f(0)=( f(0))2=1

Posté par
bouchaib
re : Applications_2 03-09-24 à 20:38

Pardon .
(f(0))2 tout simplement.
On ne sait pas la suite  .

Posté par
bouchaib
re : Applications_2 03-09-24 à 21:07

J'essaie de démontrer la double implication ,

  Gauche  vers la droite :
  
  On suppose que f est injective, on a  

   \forall x\in R : f(x)=(f(x/2))^{2}

   f(0)=(f(0))^2
f(0)-(f(0))^2=0

\Rightarrow (f(0)=0   ou   f(0)=1)

On suppose f(0)=0, on aurait  alors y f(y)=0
  (Car f(0+y)=f(y)=f(y)×0=0), ceci est absurde car f est injective par hypothèse.
Conclusion : f(0)=1.
Soit x *, on a x0 et comme f est injective fx)f(0) donc f(x)1.

Démonstration de l'implication réciproque :

  On suppose f(0)=1  et ( xR*) f(x)1.

xyx-y0f(x-y)1.

Or f(y+ x-y)=f(y)×f(x-y)

f(x)=f(y)×f(x-y)

f(x-y)=( f(x)/f(y) ) 1 f(x)f(y)  

C' est la contraposée de l'implication définissant  l'injection de la fonction f, comme elle est vraie donc f ici est i j'écrive.
Merci encore

Posté par
bouchaib
re : Applications_2 03-09-24 à 23:21

Je voudrais une correction.
Merci.

Posté par
alwafi
re : Applications_2 03-09-24 à 23:22

Bonsoir bouchaib,
dans la démonstration de l'implication réciproque, je crois qu'il reste à vérifier que f(y) est différent de zéro

Posté par
bouchaib
re : Applications_2 04-09-24 à 00:18

Merci.

D'après ce qui précède :
   Si f(y)=0  alors  f(x)=0 pour tout x, ce qui est absurde  (car f(x) f(y)   d'après  l'hypothèse ci-dessus).

Posté par
bouchaib
re : Applications_2 04-09-24 à 01:25

J'aimerais bien savoir s'il y a plus simple et bien expliqué et merci beaucoup.

Posté par
alwafi
re : Applications_2 04-09-24 à 07:17

Bonjour bouchaib,
dans la démonstration de l'implication réciproque, pour passer de f(x)=f(y)*f(x-y) à f(x-y)=f(x)/ f(y)  il faut s'assurer que f(y) est différent de zéro. Une façon simple de faire est la suivante:
on a : f(y+(-y))=f(y)*f(-y) , donc f(0)=f(y)*f(-y) , donc 1=f(y)*f(-y) , par suite f(y) est non nul ( sinon on aura 1=0 , ce qui est absurde).

Posté par
Ulmiere
re : Applications_2 04-09-24 à 12:51

Tu peux aussi continuer ton 1) dans ton 2) et dire que f(x) = 0 \implies \forall z\in\R, f(z) = f(x + z-x) = f(x)f(z-x) = 0 donc f s'annule si et seulement si elle est nulle.
La conclusion est plus précise que f\geqslant 0, c'est f > 0 \vee f = 0.
En fait, comme f(0) = f(0)^2, f(0)\in\{0,1\} on a même

f ne s'annule pas
si et seulement si f\neq 0 (f peut s'annuler mais pas partout)
si et seulement si f>0
si et seulement si f(0)=1

Tu peux utiliser cela dans le 2) pour établir l'équivalence avec une suite d'implications plutôt que par double implication

\begin{array}{lclr}
 \\ f \textrm{ injective} &\iff& f\neq 0  \wedge  \forall x\forall y,  f(x)=f(y)\implies x = y&\\
 \\ &\implies& f(0) = 1  \wedge  \forall x\forall y,  f(x)=f(y)\implies x = y& \textrm{parce que } f\neq0 \textrm{ ssi } f > 0\\
 \\ &\implies& f(0)=1   \wedge  \forall x\forall y,  f(x-y)=f(0)=1\implies x-y=0& \textrm{ en appliquant avec } x\leftarrow (x-y) \textrm{ et } y\leftarrow 0\\
 \\ &\implies& f(0)=1   \wedge  \forall z, f(z)=1\implies z=0&\textrm{ parce que tout réel est une différence de deux réels }\\
 \\ &\implies& f(0)=1   \wedge  \forall z\neq 0,  f(z)\neq 1&\\
 \\ &\implies& f(0)=1   \wedge  \forall x\neq y,  f(x)f(-y)\neq 1&\textrm{ en appliquant avec } z\leftarrow (x-y)\\
 \\ &\implies& f(0)=1   \wedge  \forall x\neq y,  f(x)\neq f(y)& \textrm{ en multipliant par } f(y)
 \\ &&&\textrm{ qui est non-nul parce que } f(0)=1
 \\ &\implies& f\neq 0  \wedge  f\textrm{ injective}&\\
 \\ &\implies&f \textrm{ injective}&
 \\ \end{array}

Posté par
bouchaib
re : Applications_2 05-09-24 à 01:48

Merci beaucoup et encore.



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