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Niveau Maths sup
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Exercice - Analyse, Synthèse

Posté par
IRL
12-06-20 à 17:39

[rouge][/rouge]Bonjour je suis face à l'exercice suivant :

"Montrer que toute fonction continue f ∶[0,1]→R s'écrit sous la forme f =g+c où   g(t)dt=0 (intégrale de 0 à 1) et c∈R. Cette décomposition est-elle unique?"
Il est conseillé de raisonner par analyse-synthèse.
J'ai trouvé que :
c=∫ f(t)dt (entre 0 et 1). Donc j'en déduit que f(1) = g(1) + c = 1. Or g(1) = 0, donc c = 1. Ainsi pour tout x de [0,1] : f(x) = g(x) + 1.

Comment conclure? En fait, je crois que je n'ai pas bien compris le raisonnement par analyse-synthèse. Merci d'avance!

Posté par
WilliamM007
re : Exercice - Analyse, Synthèse 12-06-20 à 17:50

Bonjour.

Citation :
Donc j'en déduit que f(1) = g(1) + c = 1.

Pourquoi f(1)=1 ?

Citation :
je crois que je n'ai pas bien compris le raisonnement par analyse-synthèse

L'analyse consiste à partir du résultat, à savoir ici partir d'une fonction g et d'une constance c qui vérifient \int_0^1g(t)\,dt=0 et f=g+c, et de lui appliquer des opérations, transformations, raisonnements, etc. afin de réduire l'ensemble des candidats g et c possibles. On dit qu'on raisonne par analyse, ou par conditions nécessaires.

Dans l'idéal, on arrive à montrer qu'il n'y a qu'un candidat possible. Ou plutôt que s'il en existe un, ça ne peut être que celui-là. Mais encore faut-il prouver que cet unique candidat convient bien. C'est la synthèse.

Dans ton cas, tu es bien parti de f=g+c. En intégrant f entre 0 et 1, et en injectant l'information que g est d'intégrale nulle, tu en as déduit que c=\int_0^1f(t)\,dt. Tu as donc réduit l'ensemble des éléments c possibles à un seul candidat : l'intégrale de f. Il reste encore à pousser le raisonnement et voir quel est le seul candidat possible pour g. L'analyse sera alors terminée. Il faudra ensuite raisonner par synthèse, c'est-à-dire vérifier que ce couple (g,c) convient effectivement.

Posté par
IRL
re : Exercice - Analyse, Synthèse 12-06-20 à 18:13

WilliamM007, J'utilise le théorème fondamentale de l'analyse, en dérivée  (intégrale entre 0 et 1) f(t) = c par rapport à t, on obtient f(1) = 1, la dérivée par rapport à t de l'intégrale de f entre 0 et 1 est f(1) qui est égale à la dérivée de la constante c qui vaut donc 1. Une faute ? Je dirais que pour g il y a plusieurs candidats, par exemple les fonctions sinus et cosinus dont l'intégrale entre 0 et 1 est nulle.
J'ai l'impression de faire fausse route, je n'arrive pas conclure à cause de cette fonction g.

Posté par
malou Webmaster
re : Exercice - Analyse, Synthèse 12-06-20 à 18:18

IRL, bonjour
tu t'inscris en terminale et tu postes en math sup...quel est ton véritable niveau s'il te plaît ?

Posté par
WilliamM007
re : Exercice - Analyse, Synthèse 12-06-20 à 18:20

Citation :
la dérivée par rapport à t de l'intégrale de f entre 0 et 1 est f(1) qui est égale à la dérivée de la constante c qui vaut donc 1. Une faute ?

Oui, une grosse faute.

\int_0^1f(t)\,dt est un nombre. Sa dérivée (ou plutôt la dérivée de la fonction constante égale à ce nombre) vaut 0.

Tu confonds peut-être avec la dérivée de l'application t\mapsto\int_0^tf(s)\,ds qui elle vaut bien f, en particulier sa dérivée en 1 vaut f(1).

Citation :
e dirais que pour g il y a plusieurs candidats, par exemple les fonctions sinus et cosinus dont l'intégrale entre 0 et 1 est nulle.
J'ai l'impression de faire fausse route, je n'arrive pas conclure à cause de cette fonction g.

Un indice : f=g+c c'est pareil que g=...

Posté par
WilliamM007
re : Exercice - Analyse, Synthèse 12-06-20 à 18:21

Et au passage la dérivée de la constante c qui vaut 1 ça ne veut rien dire. Eventuellement tu peux dire que la dérivée de la fonction constante égale à c vaut 0, ce qui n'apporte pas grand chose ici...



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