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Niveau école ingénieur
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Fonction indéfiniment dérivable

Posté par
Xburner
24-05-21 à 12:19

Bonjour

Soit f une fonction deux fois dérivables sur ]a,b[ telle que a2f''(x) +a1f'(x) + a3f(x) = sinx
Montrerque si a1²+a2²≠0 alors f est indéfiniment dérivable sur ]a,b[.

J'ai procédé comme suit :
Supposons que a1² + a2² = 0
C'est la somme de deux termes positif donc a1²=0 et a2²=0 => a1=A2=0
=> a3f(x)=sinx => f(x) = (1/a3)sinx
=> f est infiniment dérivable sur ]a,b[ donc indéfiniment dérivable sur ]a,b[.

Le problème c'est qu'on m'a demandé de montrer ça pour a1²+a2² ≠ 0
Ai-je fais une erreur dans mon raisonnement ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonction indéfiniment dérivable 24-05-21 à 12:35

Bonjour, pense à mettre des indices a2f''(x) +a1f'(x) + a3f(x) = sinx

je ne comprends pas du tout ta démonstration, tu as montré que a1² + a2² = 0 a1 = a2 = 0 f(x) = (1/a3)sinx OK
mais en quoi ça montre que si a1² + a2² 0 alors f(x) est indéfiniment dérivable

Posté par
Xburner
re : Fonction indéfiniment dérivable 24-05-21 à 12:46

Dans notre cours on a jamais évoqué l'indéfiniment dérivable , j'ai alors cherché la définition sur internet, ils m'ont dit que c'est une fonction dont sa classe est indéfinie .

J'ai cherché tout à l'heure sur Google et ils m'ont dit que la fonction sinx est indéfiniment dérivable .
donc f(x) = (1/a3) sinx est indéfiniment dérivable n'est ce pas ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonction indéfiniment dérivable 24-05-21 à 13:11

Citation :
f(x) = (1/a3) sinx est indéfiniment dérivable n'est ce pas ?

oui mais ça n'est pas ce qu'on te demande, on te demande de démontrer que les fonctions qui sont solution de a2f''(x) +a1f'(x) + a3f(x) = sinx sont infiniment dérivables.

Fais un raisonnement de proche en proche, on sait que f est deux fois dérivable.
dérive a2f''(x) +a1f'(x) + a3f(x) = sinx et montre que f'''(x) est alors bien défini. puis généralise par récurrence montre que si elle est n fois dérivable alors elle l'est aussi n+1 fois.

Posté par
carpediem
re : Fonction indéfiniment dérivable 24-05-21 à 13:40

salut

pourquoi s'embêter avec des indices quand l'alphabet compte 26 lettres ?

considérons donc   af''(x) + bf'(x) + cf(x) = \sin x   (1)

tout d'abord remarquer que a^2 + b^2 = 0 \Longrightarrow a = b = 0 (dans R)

pourquoi donc imposer cette condition : tout simplement parce que a^2 + b^2 \ne 0 \Longrightarrow  a \ne 0 $ ou $ b \ne 0

et alors il apparait f' ou f" dnas la relation   (1) qui permet alors de faire ce que propose Glapion et calculer de proche en proche la dérivée suivante ...

à condition que f soit au moins deux fois dérivable ... ce qui apparait dans les hypothèses de l'énoncé : ouf !!

Posté par
Xburner
re : Fonction indéfiniment dérivable 29-05-21 à 19:34

Merci beaucoup, j'y avais pas pensé

Posté par
carpediem
re : Fonction indéfiniment dérivable 29-05-21 à 22:38

de rien

Posté par
Foxdevil
re : Fonction indéfiniment dérivable 30-05-21 à 12:51

Salut

Je ne vois absolument pas l'utilité de cette condition.

Même sans, la fonction est nécessairement infiniment dérivable non?

Posté par
carpediem
re : Fonction indéfiniment dérivable 30-05-21 à 14:22

ouais mais si a = b = 0 il ne reste que f (trivialement indéfiniment dérivable puisque multiple de sin qui l'est) et il n'y a plus d'équation différentielle !!

c'est sûrement la première question du pb qui consiste à résoudre cette ED ...



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