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f(x+y)=f(x)+f(y)

Posté par
WaZaaa
31-12-12 à 10:40

Bonjour ,
J'ai un peu de mal sur un Dm , sa serai sympathique si vous pouvez m'aider

Voici l'énoncé :

Soit f une fonction dérivable sur R telle que , pour tous les réels x et y :
                f(x+y)=f(x)+f(y)    (1)

1) Déterminer la valeur de f(0) et démontrer que f est une fonction impair

2)a)Montrer, par récurrece sur n, que pour tout n appartient a N et tout x appartient a R f(nx)=nf(x)
  b)Démontrer ensuite cette relation pour tout n entier strictement négatif.

3) En dérivant f par rapport à la variable aléatoire x, démontrer que, pour tous les réels x et y :
                       f'(x+y)=f'(x)

En déduire que f' est une fonction constante sur R. On pourra prendre pour x une valeur particulière

4) En déduire toute les fonctions dérivables sur R qui vérifient (1)


Voici ce que j'ai essayé de faire :

1) f(0+0)=f(0)+f(0)=0
    donc f(0)=0

f(0)=f(x-x)
0=f(x)+f(-x)
donc f(-x)=f(x)
donc f est impair

2)a)Montrons que : f((n+1)x)=(n+1)f(x)

f((n+1)x)=f(nx+x)
Or f(nx+x)=f(nx)+f(x)
          =nf(x)+f(x)
          =(n+1) f(x)
CQFD


Je suis bloqué a partir d'ici , merci d'avance de votre aide

Wazaaa


  

Posté par
veleda
re : f(x+y)=f(x)+f(y) 31-12-12 à 11:08

bonjour
2)
pour la récurrence
indique nettement ton hypothèse de récurrence


*tu sais que f est impaire donc
pour tout réel x et entier naturel n f(-(nx))=-f(nx)=-nf(x)d'aprés a
donc si m est un entier négatif m=-n avec n entier positif
et f(mx)=f(-nx)=-nf(x) d'aprés ce qui précède
soit f(mx)=mf(x)
3)dans (1)tu dérives à droite et à gauche par rapport à x
*à gauche f(x+y)=f(u(x))avec u(x)=x+y=>f(u(x))'=u'(x)f'(u(x))=1f'(x+y)
**à droite(f(x)+f(y))'=f'(x)
tu obtiens bien la relation demandée

Posté par
mathx96
re : f(x+y)=f(x)+f(y) 31-12-12 à 16:28

Bonjour,

pour la question 3 :

Citation :
3) En dérivant f par rapport à la variable aléatoire x, démontrer que, pour tous les réels x et y :
                       f'(x+y)=f'(x)

En déduire que f' est une fonction constante sur R. On pourra prendre pour x une valeur particulière


Dériver par rapport à x veut dire dériver ta fonction en considérant y (et donc f(y)) comme une constante :

\dfrac{d}{dx} f(x+y) = \dfrac{d}{dx} f(x) + \dfrac{d}{dx} f(y) et comme y est une constante ...

la suite est simple.

Citation :
4) En déduire toute les fonctions dérivables sur R qui vérifient (1)


ça découle directement de ce qui a été démontrer dans les questions précédentes.


Bon courage et bonnes fêtes !


Mathx96

Posté par
WaZaaa
re : f(x+y)=f(x)+f(y) 01-01-13 à 13:40

Pour veleda :

HR : f(nx)= nf(x)

Par contre je ne comprends pas la question 3 :
-comment vous passez de u'(x)f'(u(x)) à f'(x+y).

-comment vous passez de (f(x)+f(y))' à f'(x)


Pour Mathx96 :

Je ne comprend pas pourquoi vous mettez d/dx devant chaque membres , d/dx est bien la constante ?
Il ne suffit donc pas juste de mettre d/dx à la place de f(y) ?


Merci de votre aide et bonne fetes à vous !

Wazaaa

Posté par
Pierre_D
re : f(x+y)=f(x)+f(y) 01-01-13 à 14:07

NB sur la question 1) :

a)

Citation :
1) f(0+0)=f(0)+f(0)=0
    donc f(0)=0
est incorrect (en particulier, le premier "=0" est de trop) ; en fait :
f(0+0)=f(0) quelle que soit f
mais ici :  f(0+0)=f(0)+f(0)=2f(0)
soit finalement :  f(0)=2f(0)  et donc :  f(0)=0

b)
Citation :
donc f(-x)=f(x)
donc f est impair
Corriger la faute de frappe ; en fait :  f(-x)=-f(x)

Posté par
WaZaaa
re : f(x+y)=f(x)+f(y) 01-01-13 à 14:34

Oui excusez moi pour la faute de frappe et merci pour la correction .

Posté par
mathx96
re : f(x+y)=f(x)+f(y) 01-01-13 à 18:03

\dfrac{d}{dx} est une autre façon de noter la dérivée appelée notation de Leibniz; pour une fonction à une variable ça correspond à la particule "prime" :

\dfrac{d}{dx} f(x) = f'(x)

En revanche, là où elle a tout son sens, c'est dans une fonction

à plusieurs variables (2 en l'occurrence). Ce que j'ai fait n'est pas

très rigoureux non plus car il faudrait normalement mettre le signe \dfrac{\partial f}{\partial x}

qui représente une dérivée partielle (dérivée d'une fonction à plusieurs

variables par rapport à une seule variable, x en l'occurrence) mais pour

éviter de brusquer un peu les choses, et en pensant que la première notation

était connue, j'avais laissé le signe d'une dérivée totale.


Ainsi, ce que j'ai fait si tu veux c'est f'(x + y) = f'(x) + f'(y) = f'(x)

car y est constant (et donc f'(y) = 0 ) mais je trouvais cette notation

un peu ambiguë pour la simple raison qu'on ne sait pas par rapport à quoi on dérive.


En espérant que cette explication a été utile.


Mathx96.

Ps : Bonne année 2013 !



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