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* Défi : équation fonctionnelle *

Posté par
infophile
17-07-07 à 23:47

Bonjour

Suite au défi suivant Défi pour collégiens je vous propose ceci fait maison

Difficulté : 5$ \red \star \star

Citation :
Question préliminaire :

Déterminer toutes les fonctions 3$ f: \mathbb{R}\to \mathbb{R} qui vérifient 3$ \rm f(x+f(y))=2x+y+5

Etude du cas général :

Etablir une condition nécessaire et suffisante sur 3$ \rm a,b,c réels telle qu'il existe au moins une fonction 3$ f qui vérifie 3$ \rm f(x+f(y))=ax+by+c


Réponse blanquée svp.

Posté par
moctar
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 00:26

Bonsoir,

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Posté par
infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 00:32

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moctar
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 00:36

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infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 00:37

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moctar
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 00:42

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infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 00:45

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moctar
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 00:48

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infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 00:51

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infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 00:53

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moctar
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 01:01

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infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 01:03

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Posté par Scott_parker (invité)re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 10:43

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Posté par
1 Schumi 1
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 12:29

Scott >>

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Posté par
veleda
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 15:11

bonjour,

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sauf erreur ce qui est fort possible vue mon  habituelle étourderie

Posté par
infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 15:31

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Posté par
mikayaou
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 15:38

salut Kévin

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Posté par
veleda
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 15:51

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Posté par
infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 16:03

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infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 16:07

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Posté par
veleda
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 16:19

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Posté par
infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 16:20

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Posté par
veleda
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 16:31

je chercherai dans un moment

Posté par
veleda
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 18:15

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Posté par
infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 18-07-07 à 23:39

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Posté par
Tak
re : * Défi : équation fonctionnelle * 19-07-07 à 00:16

bonjour,

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Merci pour cette équation fonctionnelle (je deviens fan )

Posté par
infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 19-07-07 à 00:20

Salut Tak

Génial hein ? Moi aussi je suis fan

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Posté par
infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 19-07-07 à 03:17

Bonsoir

Je vous propose ma solution pour le cas général :

Citation :
Déterminer une condition sur 3$ \rm a, b et c telle qu'il existe au moins une fonction 3$ \rm f: \mathbb{R}\to \mathbb{R} qui vérifie :

3$ \rm f(x+f(y))=ax+by+c


En fixant 3$ \rm x et en faisant varier 3$ \rm y dans 3$ \rm \mathbb{R} entier alors le membre de droite décrit 3$ \rm \mathbb{R} par conséquent le membre de gauche aussi, donc 3$ \rm f est surjective.

Ainsi on peut poser 3$ \rm \fbox{x=-f(0)} et 3$ \rm \fbox{y=0}

D'où 3$ \rm f(-f(0)+f(0))=-af(0)+c\Leftright f(0)=-af(0)+c\Leftright 3$ \magenta \rm \fbox{f(0)=\frac{c}{a+1}

La première condition est donc 3$ \red \rm \fbox{a\neq -1}

Puis on pose 3$ \rm \fbox{x=z-f(0)} et 3$ \rm \fbox{y=0}

L'équation s'écrit alors 3$ \rm f(z)=a(z-f(0))+c=az-af(0)+c

Pour simplifier l'écriture on pose 3$ \rm k=-af(0)+c

On a donc 3$ \blue \rm \fbox{f(z)=az+k}

Réciproquement on a alors :

3$ \rm \red f(x+f(y))=f(x+ay+k)=a(x+ay+k)+k=ax+a^2y+ak+k

On remplace alors 3$ \rm k par 3$ \rm -af(0)+c=-\frac{ac}{a+1}+c ce qui donne :

3$ \rm f(x+f(y))=ax+a^2y+a(-\frac{ac}{a+1}+c)-\frac{ac}{a+1}+c

3$ \rm f(x+f(y))=ax+a^2y-\frac{a^2c}{a+1}+ac-\frac{ac}{a+1}+c

3$ \rm f(x+f(y))=ax+a^2y+\frac{-a^2c+ac(a+1)-ac}{a+1}+c

3$ \red \rm f(x+f(y))=ax+a^2y+c

Or initialement 3$ \blue \rm f(x+f(y))=ax+by+c

Donc par identification on en déduit que la condition nécessaire est 3$ \rm \red \fbox{b=a^2} avec 3$ \rm \blue \fbox{a\neq -1}

On en conclut qu'il n'existe aucune fonction 3$ \rm f: \mathbb{R}\to \mathbb{R} telle que 3$ \rm f(x+f(y))=2x+y+5.

Par ailleurs on peut montrer que si la condition est respectée alors seules les fonctions affines sont solutions.

Posté par
infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 19-07-07 à 03:21

Je dis "Par ailleurs...etc" mais en fait non on l'a déjà montré plus haut

Sur ce je vais me coucher

Posté par
veleda
re : * Défi : équation fonctionnelle * 19-07-07 à 07:24

bonjour
>>infophile
au début de ta démonstration je ne vois pas pourquoi tu cherches à prouver que si f existe elle est surjective, de plus ta "preuve "de la surjectivité suppose que a et b sont non nuls.
f est définie sur R donc f(0) existe,
on a l'impression que tu considères que c'est une conséquence de la phrase précédente(Ainsi...)

bonne fin de nuit

Posté par
veleda
re : * Défi : équation fonctionnelle * 19-07-07 à 08:08

lire 'a ou b '

Posté par
infophile
re : * Défi : équation fonctionnelle * 19-07-07 à 14:12

Effectivement ça ne sert à rien

Merci veleda



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