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Niveau Maths sup
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Equations différentielles linéaires

Posté par
tomtom451
27-10-11 à 15:38

Bonjour, j'ai un exercice sur ma feuille de TD que je n'arrive pas à résoudre, l'énoncé est le suivant:
Trouver toutes les applications f:R->R dérivables en 0 et telles que:
pour tout (x,y) appartenant à R², f(x+y)=exp(x)*f(y)+exp(y)*f(x).

j'ai tenté de calculé pour x=x et y =0 ce qui me donne: f(x)=exp(x)*(f(o)+f(x) <=> f(0)=0
de même pour x=y=0
puis j'ai tenté f(2x)=2exp(x)*f(x)
et f(3x)= 2exp(x)*f(x)+exp(2x)*f(x)
mais tout cela sans succès.
je pense que le fait que ces fonctions doivent êtres dérivables en 0 est la clé mais le problème c'est que je ne sais pas vraiment comment utiliser cette information.
merci pour votre aide

Posté par
carpediem
re : Equations différentielles linéaires 27-10-11 à 16:43

salut

en divisant la relation donnée par exey on obtient

f(x+y)/ex+y = f(x)/ex + f(y)/ey

ou encore h(x+y) = h(x) + h(y) .... et ça on connait .....

Posté par
tomtom451
re : Equations différentielles linéaires 27-10-11 à 17:58

ah oui,merci

donc on pose par exemple la fonction F(x)=f(x)/exp(x)

et on reconnaît la l'équation fonctionnelle des fonctions linéaires (que j'ai déjà vu afin d'aller plus vite)

puis je résous donc les solutions de l'équation F(x+y)=F(x)+F(y) sont les fonctions des la formes y:x->K*x avec K appartenant à R

Ensuite comme F(x)=K*x=f(x)/exp(x)

<=> f(x)= K*x*exp(x)avec K appartenant à R.

Etes-vous d'accord avec mon résultat?

Encore merci.

Posté par
carpediem
re : Equations différentielles linéaires 27-10-11 à 18:01

ben ça semble convenable ....

Posté par
tomtom451
re : Equations différentielles linéaires 27-10-11 à 18:04

merci beaucoup carpediem.

Posté par
carpediem
re : Equations différentielles linéaires 27-10-11 à 18:32

de rien

Posté par
carpediem
re : Equations différentielles linéaires 27-10-11 à 18:32

au fait, on peut diviser ?....

Posté par
dzairklipe
re : Equations différentielles linéaires 05-02-23 à 13:17

J'ai trouvée que f(x)=Cxe^x avec C un cont non arbitraire dans C=f'(x) limx-->0f(x)/x,j'ai besoins de savoir si ceci est correcte

Posté par
Razes
re : Equations différentielles linéaires 05-02-23 à 15:38

Bonjour,
C dépends de conditions sur f. C constante est suffisant.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Equations différentielles linéaires 05-02-23 à 17:46

Bonjour

Citation :
Trouver toutes les applications f:R->R dérivables en 0 et telles que:
pour tout (x,y) appartenant à R², f(x+y)=exp(x)*f(y)+exp(y)*f(x).



Citation :
en divisant la relation donnée par exey on obtient

f(x+y)/ex+y = f(x)/ex + f(y)/ey

ou encore h(x+y) = h(x) + h(y) .... et ça on connait .....



il me semble que l'équation fonctionnelle classique de Cauchy ne permet pas directement de conclure

en l'absence d'hypothèses de continuité ou de monotonie.

Cependant on peut directement exploiter l'hypothèse de dérivabilité en 0 et le fait que f(0)=0 en écrivant :


\Large\boxed{\forall x\in\mathbb R~~\forall y\in\mathbb R^*~~,~~\frac{f(x+y)-f(x)}{y}=\frac{f(y)-f(0)}{y}e^x+\frac{e^y-1}{y}f(x)}


et on voit ainsi, en faisant tendre y vers 0, que f est dérivable sur \mathbb R et que :


\Large\boxed{\forall x\in\mathbb R~~,~~f'(x)=f'(0)e^x+f(x)} qui s'écrit aussi \Large\blue{\boxed{\forall x\in\mathbb R~~,~~\left(f'(x)-f(x)\right)e^{-x}=f'(0)}}


d'où le résultat souhaité par intégration. sauf erreur de ma part bien entendu



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