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Niveau école ingénieur
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Fonction constante presque partout

Posté par
ravinator
01-12-13 à 14:48

Bonjour à tous,
Je suis bloqué dans une démonstration que j'aimerais réussir à faire, et je pense y être presque.

Je souhaite prouver que si f est une fonction localement sommable sur I, et si
\forall \phi \in D(I) \int_{I} f \phi ' d\lambda = 0 où D(I) est l'ensemble des fonctions C infini à support compact, alors f est constante presque partout.

D'abord, j'ai du construire une fonction dans D(I) dont la primitive est aussi dans D(I)
Pour ça, je considère \psi dans D(I), et h dans D(I) d'intégrale 1
Si on pose \psi _2 = \psi - (\int _I \psi . d\lambda)h on a \psi_2 C infini à support compact et d'intégrale nulle donc il existe une unique primitive \Psi de \psi_2 à support compact
Cette construction est générale et peut être appliquée à tout élément de D(I)

Maintenant, on sait que
\int f \Psi ' d\lambda = 0
 \\ \int f \psi_2 d\lambda =0
 \\ \int f(t) ( \psi (t) - h(t) ( \int \psi (u) \lambda (du) )) \lambda (dt) = 0

C'est là où ça coince :
Je pense qu'il faut utiliser le théorème de Fubini (les hypothèses sont vérifiées si je ne m'abuse), mais je crois que je me trompe dans la permutation des intégrales, puisqu'à la fin je trouve

\int _I \psi (t) ( f(t) - \int _I f(u) h(u) \lambda (du) ) \lambda (dt) = 0  

Or je pourrais conclure s'il y avait plutôt un \psi (u) et non pas un h(u) dans la deuxième intégrale

Quelqu'un voit-il l'erreur ?

Merci d'avance

Posté par
ravinator
re : Fonction constante presque partout 01-12-13 à 15:11

Désolé petite erreur à la fin

Citation :

Or je pourrais conclure s'il y avait plutôt un \psi (u) et non pas un h(u) dans la deuxième intégrale


Je voulais dire s'il n'y avait pas de f(u)

Posté par
kybjm
re : Fonction constante presque partout 01-12-13 à 16:47

Je ne comprend pas des complications

Tu as une application mesurable f d'un intervalle ouvert I de vers telle que K |f| < + pour tout compact .
Comme D(I) est stable par dérivation tu supposes donc que f.u = 0 pout tout u de D()
Ca ne te suffit pas , pour voir que f = 0 (-pp) ?

Posté par
ravinator
re : Fonction constante presque partout 01-12-13 à 18:37

J'aimerais bien que cela soit aussi simple, seulement je n'en suis pas si sûr.

Parce qu'on me demande de prouver que f = C p.p et non pas 0 p.p

D'ailleurs, si je prends une application constante, elle est bien solution du problème posé

Posté par
ravinator
re : Fonction constante presque partout 01-12-13 à 18:40

Je pense que cela vient du fait que si on note d le morphisme de dérivation,
d(D(I)) D(I) car si D(I), elle admet une primitive dans D(I) ssi d =0

Posté par
kybjm
re : Fonction constante presque partout 01-12-13 à 19:01

Effectivement !

Posté par
ravinator
re : Fonction constante presque partout 03-12-13 à 12:12

Du coup vous auriez une idée pour conclure ?

Posté par
kybjm
re : Fonction constante presque partout 03-12-13 à 22:09


1.Les ensembles E = { u D | u = 0 } et F = { v ' | v } sont égaux .
  (Il est clair que F   E et si u E , v : x ]-,x] u  est un élément de D tel que v ' = u .)

2.Soit w D tel que   w = 1 .

  21. Si u D  , u - ( u).w est dans E .Il existe donc v D(I) tel que u = ( u).w +  v '.

  22. Si T D' et si T ' = 0 alors pour toute u de D on a : T(u) = ( u).T(w) . Autrement dit , si on pose c = T(w) , on a T = Tc : u c.u .

  23 Si f est localement intégrable et (Tf) ' = 0 alors Tf = Tc ou encore Tf-c = 0 .
Cela implique que f = c ( pp )



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