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Niveau école ingénieur
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Fonction polynôme

Posté par
matheux14
26-09-24 à 18:51

Bonsoir,

Merci d'avance.

Soit f : \R \longrightarrow \R une application de classe C^{\infty} telle que \forall x \in \R, \exists n_x \in \N / f^{(n_x)}(x) = 0.

Établir que f est une fonction polynôme sur \R.

Posté par
matheux14
re : Fonction polynôme 26-09-24 à 18:54

\forall x \in \R, \exists n_x \in \N / f^{(n_x)}(x) = 0 signifie que dans un voisinage de chaque point x, toutes les dérivées \ge n_x sont nulles.

Donc f se comporte comme un polynôme d'ordre \le n_x - 1 localement autour de x.

Posté par
carpediem
re : Fonction polynôme 26-09-24 à 18:57

salut

ce n'est pas parce que la dérivée nx de f en x est nulle qu'il en est de même pour m > nx

ou il faut le montrer

Posté par
matheux14
re : Fonction polynôme 26-09-24 à 22:58

Oui effectivement.

Vous n'auriez pas une autre piste ?

Posté par
carpediem
re : Fonction polynôme 26-09-24 à 23:33

malheureusement pour l'instant je ne vois rien ...

Posté par
Ulmiere
re : Fonction polynôme 27-09-24 à 01:13

C'est normal que tu bloques matheux14, cet exercice à l'énoncé simple est en réalité très difficile.

Il s'agit d'un théorème de Sunyer i Balager. Ferran, de son prénom. Il a laissé son nom à une récompense mathématique après sa mort. Il était lourdement handicapé (physique) et n'est jamais allé à l'école, c'est dire le personnage



Tu connais le théorème de Baire ? La preuve qui me vient nécessite de l'appliquer plusieurs fois

Posté par
matheux14
re : Fonction polynôme 27-09-24 à 05:44

Salut Ulmiere, ah d'accord

Oui et il me semble que pour appliquer Baire, il faut que X soit un fermé d‘interieur non vide

Posté par
matheux14
re : Fonction polynôme 27-09-24 à 06:54

Il me semble que vous supposez qu'il y a un nombre fini de n_x non ?

Et dans le cas où il pourrait y en avoir en quantité infini, appliquer Baire plusieurs fois serait laborieux.

Alors dans ce est ce que si les n_x étaient infiniment grands pour une infinité de points, cela signifierait que les dérivées de tout ordre à ces points seraient nulles non ?

Posté par
Ulmiere
re : Fonction polynôme 27-09-24 à 12:27

En fait je pensais plutôt à ceci

Notons E l'ensemble des points x de \R tels qu'il existe un intervalle ouvert borné autour de x où f est polynomiale. Le but de l'exercice est de montrer que E = \R, ou encore que E^c = \emptyset.

Pour cela, l'idée est de faire intervenir les ensembles (fermés non vides) F_n = \left(f^{(n)}\right)^{-1}(\{0\}) et de trouver un recouvrement intelligent sur lequel utiliser la propriété de Baire

Posté par
matheux14
re : Fonction polynôme 27-09-24 à 14:52

Soit X = \left\{x : \forall (a, b) \ni x : f \upharpoonright_{(a, b)} \text{ n'est pas un polynôme}\right\}.

On peut appliquer le Théorème de Baire sur le recouvrement \{X \cap F_n\} de X.

Et ainsi aboutir à une contradiction non ?

Posté par
Ulmiere
re : Fonction polynôme 27-09-24 à 15:18

Ce que tu appelles X est le complémentaire de ce que j'appelle E, donc. Pour utiliser le lemme de Baire il te faut soit des ouverts denses, soit des fermés d'intérieur vide.
Les X\cap F_n en sont-ils ?

Posté par
matheux14
re : Fonction polynôme 27-09-24 à 20:18

Je ne sais pas comment le montrer mais il me semble que ça marche bien..

Vous avez peut être une autre idée de comment trouver ce recouvrement particulier et comment l'utiliser pour Baire.



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