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Niveau Maths sup
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Fonction réciproque

Posté par Profil Ramanujan 21-06-18 à 11:46

Bonjour,

Soit la fonction définie par f(x)=e^x

définie de \R dans \R^{+*}

Je comprends pas le raisonnement suivant : f(f^{-1}( \R))=f(\R)=\R^{+*}

Pourquoi on fait f^{-1}( \R) alors que l'ensemble d'arrivé de f n'est pas \R mais \R^{+*} ?

Posté par
carpediem
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 12:09

salut

soit f : X --> Y et E un sous-ensemble de Y

que signifie par définition f^{-1} (E) ?

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 12:21

f^{-1} (E) = \{x \in X, f(x) \in E \}

Mais \R n'est pas un sous ensemble de \R^{+*} donc je comprends pas.

Posté par
carpediem
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 12:26

et alors f : R --> R : x --> exp (x)

f est définie dans R et à valeur dans R

maintenant si éventuellement on n'atteint pas tout R ben on s'en fout ....

f^{-1} (\R) = f^{-1} (\R^{+*})

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 12:34

Bonjour
l'énoncé manque de rigueur, quand même

si vraiment f est définie comme étant l'application de IR dans IR+* qui à tout x associe exp(x), f est différente de l'application g de IR dans IR qui à tout x associe exp(x)

parler (avec ces notations) de g^{-1}(\R) ou de g^{-1}(\R^{+*}) a du sens, parler de f^{-1}(\R) n'en a guère

Posté par
carpediem
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 12:50

tout à fait ... mais on est habitué aux énoncés approximatifs de Ramanujan ...

Posté par
SkyMtn
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 13:16

lafol tout dépend de la définition d'application, en tant que graphes f et g sont strictement identiques, il faut un peu modifier le vocabulaire dans ce cas, on a l'ensemble de départ et un ensemble d'arrivé

Pour revenir à l'énoncé, on écrit \R = \R_+^* \cup \R_- et f^{-1}(\R)=f^{-1}(\R_+^*)\cup f^{-1}(\R_-) = f^{-1}(\R_+^*)\cup \varnothing =f^{-1}(\R_+^*) et on détermine l'image directe...

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 13:38

Tu as raison, j'aurais dû écrire "fonction" ! je me suis pris les pieds dans le tapis !
f n'est pas une application, en fait.
la fonction g et la fonction f sont différentes (ne serait-ce que parce que g est une application alors que f n'en est pas une...)
mais dans l'énoncé originel, il était question de fonction, pas d'application

Posté par
SkyMtn
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 13:43

Bof, fonction est un synonyme d'application... il n'y a aucun intérêt à définir une "fonction" là où elle n'est pas définie (comme x --> 1/x)

Posté par
carpediem
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 14:15

qu'on arrive dans R ou R+* il me semble que f et g sont deux applications ... puisque tout élément de l'ensemble de départ R possède exactement une image  ...

Posté par
etniopal
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 14:39

( , x exp(x) , ) qu'on peut noter f ou exp est une application injective , non surjective

On a : f() = +*  et f-1() =   donc  f(f-1()) = +* .

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 15:40

Je me suis embrouillée encore, faudrait que je dorme plus.... Oui bien sûr ce sont les deux des applications, c'est juste que l'une est bijective et l'autre pas
Ceci dit, non, fonction et application ce n'est pas la même chose.
L'ensemble de définition d'une fonction ne coïncide pas nécessairement avec son ensemble de départ, contrairement à celui d'une application.

Posté par
mousse42
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 16:22

Bonjour,

Je m'incruste dans la conversation, ça peut éventuellement aider Ramanujan (sous réserve que ce soit juste )

Soit l'application \begin{array}{l|l} f: &\{-1,0,1\}\to \{1, 2,e\}\\&x\to e^{x^2}\end{array}



 \\ f^{-1}(\mathbb{R})=f^{-1}( \{1, 2,e\})=f^{-1}( \{1,e\})=\{-1,0,1\}

Dans le titre tu parles de fonction réciproque, alors que l'on parle d'image réciproque, d'où peut être cette confusion.

Posté par
SkyMtn
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 16:50

Il n'y a pas de raison de distinguer "application" et "fonction". Comment formaliser qu'une "fonction" associe au plus une image à chaque élément ?

Dans la théorie des ensembles ZF une fonction, ou application, est identifiée à son graphe, puisqu'au final on veut seulement que chaque élément ait une image unique. L'arrivée importent peu en fait, c'est pratique mais ça peut aussi ne pas l'être selon le contexte (mais on s'adapte )...

Quand on écrit f: E \longrightarrow F cela signifie que f\subset E\times F et f est un graphe fonctionnel, au sens où chaque élément de E est "mis en relation" avec un et un seul élément de F, i.e. \forall x\in E, \exits ! y\in F, (x,y)\in f et c'est suffisant !

L'ensemble de départ est E, un ensemble d'arrivé possible est F. Les notions de surjections et bijections deviennent alors relatives à l'espace d'arrivée, et non propre à la fonction considérée. Cela peut sembler bizarre mais c'est pas non plus absurde, parce qu'ainsi une fonction de R dans \R est un cas particulier de fonction de \R dans \C par exemple (chose que je doute avec les triplets de Bourbaki).

Mais il ne s'agit que de conventions, la vraie nature des objets réside dans leurs propriétés.

Posté par
SkyMtn
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 16:51

*  \forall x\in E, \exists ! y\in F, (x,y)\in f

Posté par
matheuxmatou
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 16:52

je suis toujours surpris par la quantité de choses qui découlent d'un énoncé dénué de sens et qui n'aurait mérité aucune réponse tant qu'il était ainsi formulé !

m

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 19:47

SkyMtn @ 21-06-2018 à 13:16

lafol tout dépend de la définition d'application, en tant que graphes f et g sont strictement identiques, il faut un peu modifier le vocabulaire dans ce cas, on a l'ensemble de départ et un ensemble d'arrivé

Pour revenir à l'énoncé, on écrit \R = \R_+^* \cup \R_- et f^{-1}(\R)=f^{-1}(\R_+^*)\cup f^{-1}(\R_-) = f^{-1}(\R_+^*)\cup \varnothing =f^{-1}(\R_+^*) et on détermine l'image directe...


Merci super clair !

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 19:48

etniopal @ 21-06-2018 à 14:39

( , x exp(x) , ) qu'on peut noter f ou exp est une application injective , non surjective

On a : f() = +*  et f-1() =   donc  f(f-1()) = +* .


On a le droit de définir la fonction exponentielle de R dans R ?

Alors qu'elle est à valeur dans \R^{+*}

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 19:50

L'énoncé exact (un livre de MPSI 2016 de COSTANTINI) dit juste qu'on prend la fonction exponentielle sans parler de l'espace de départ et d'arrivée.

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 19:52

et même l'application f de IR dans IR qui à tout x associe exp(x)....
son graphe est bien un graphe fonctionnel (pour chaque x il existe au plus un y ...) contenu dans IR x IR.

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 19:54

il n'y a pas un en-tête commun à une série d'exercices énonçant que sauf mention contraire toutes les fonctions sont considérées comme fonctions réelles de la variable réelle ? (ce qui signifie ni plus ni moins que ensemble de départ = ensemble d'arrivée = IR)

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 20:51

Je crois que je confonds Im(f) l'image de f avec son ensemble d'arrivée de la fonction.

On peut choisir l'ensemble d'arrivée que l'on veut ?

Posté par
cocolaricotte
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 21:07

Bonjour
Tu es sérieux ?

Ramanujan @ 21-06-2018 à 20:51

On peut choisir l'ensemble d'arrivée que l'on veut ?


Tu crois que tu peux dire que -6 est un élément de Im(f) quand la fonction f est définie sur par f(x) = x2

Reprendre les fondamentaux : définitions des objets mathématiques que tu manipules.

Posté par
mousse42
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 21:18

Salut,
cocolaricotte
Il me semble que l' on peut choisir un ensemble d'arrivée comme celui-ci par exemple: \mathbb{R}_+\cup\{-6\}

\begin{array}{l|l} f_1: &\mathbb{R}\to \mathbb{R}_+\cup\{-6\}\\&x\to x^2\end{array}

L'essentiel est de respecter la définition d'une application càd que :


\forall x\in E, \exists! y\in F ,\text{tq}\; f(x)=y

Posté par
mousse42
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 21:24

Ramanujan d'autres exemples :

Soient les applications  suivantes:

\begin{array}{l|l} f_1: &\{-1,0,1\}\to \{0,1\}\\&x\to x^2\end{array}

\begin{array}{l|l} f_2: &\{0,1\}\to \{0,1,2\}\\&x\to x^2\end{array}


\begin{array}{c|l} f_3: &\{0,1\}\to \{0,1\}\\&x\to x^2\end{array}


Peux-tu nous dire si f_i est injective, surjective ou bijective?

ça va t'aider à comprendre...

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 22:08

J'ai toujours pas compris pourquoi on définit l'exponentielle de R dans R et pas de R dans R+*.

Injectivité de f1 : pas injective car f1(-1)=f(1)=1 et -1 différent de 1.
Surjectivité de f1 : surjective car 0 a un antécédent et 1 aussi.
f1 n'est pas bijective car pas injective.

Injectivité de f2 : oui car 0 différent de 1 et f(0) différent de f(1)
Surjectivité de f2 : non car 2 n'a pas d'antécédent.
f2 n'est pas bijective car pas surjective.

Injectivité de f3 : oui car  0 différent de 1 et f(0) différent de f(1)
Surjectivité de f3 : oui car chaque image a un antécédent.
f3 est bijective.

Je vois pas le rapport avec la fonction exponentielle

Posté par
mousse42
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 22:13

ça arrive...

\begin{array}{l|l} f_1: &\mathbb{R}\to \mathbb{R}_+\cup\{-6\}\\&x\to x^2\end{array}

surjective, injective, bijective ???

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 22:15

Bah c'est pas possible aucun carré ne donne -6 dans R

Posté par
mousse42
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 22:17

Cette application respecte-t-elle cette définition ?

\forall x\in E, \exists! y\in F ,\text{tq}\; f(x)=y

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 22:28

Le {-6} change rien.

La fonction carrée n'est pas injective car on peut avoir la même image pour 2 x différents.
La fonction carrée est sujective car toute image a un antécédent.
La fonction carrée n'est pas bijective.

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 22:40

En fait je suis pas sûr.

Posté par
mousse42
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 22:55

est-ce que -6 a un antécédent, la réponse est non, donc elle n'est pas surjective,  elle n'est pas injective comme tu l'as dit.

et pourtant c'est une application ...

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 23:01

Ah donc la façon de choisir notre espace d'arrivée va conditionner le fait qu'une application soit injective, surjective ?

Posté par
mousse42
re : Fonction réciproque 21-06-18 à 23:33

tu prends l'application x\in \mathbb{R}\to x^2\in \mathbb{R}

pour avoir une bijection, il va falloir réduire l'ensemble de départ et celui d'arrivée

x\in \mathbb{R}_+\to x^2\in \mathbb{R}_+

C'ets à traiter au cas par cas, je pense

Posté par Profil Ramanujanre : Fonction réciproque 21-06-18 à 23:41

Ah merci beaucoup j'ai compris !

L'exponentielle n'est pas bijective si on prend l'ensemble d'arrivée égal à R mais elle est bijective si on le prend égal à \R^+*

Posté par
SkyMtn
re : Fonction réciproque 22-06-18 à 00:14

Oui, l'exponentielle réalise une bijection entre \R et \R_+^*...
Une fonction f : E\longrightarrow F est surjective ssi F=f(E), donc en un certain sens, en choisissant le bon "F" on a la surjection ^^

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction réciproque 22-06-18 à 00:16

en fait, dire qu'une application f de A vers B est surjective, c'est exactement dire que f(A) = B
(la notation Im(f) est a priori réservée au cas particulier des applications linéaires, entre espaces vectoriels, mais la conclusion reste la même : f surjective ssi Im(f) = ev d'arrivée)

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction réciproque 22-06-18 à 00:17

je tape trop lentement

Posté par
ThierryPoma
re : Fonction réciproque 22-06-18 à 07:14

Bonjour,

Très rapidement de mon boulot : Il serait bien de pas faire à Bourbaki ce qu'il n'a jamais dit... Selon Bourbaki, l'on considère la fonction (et en aucun cas "l'application" !) f définie sur \R par f(x)=e^x. Maintenant, si je considère que f prend ses valeurs dans \R, cette application est une fonction (particulière) distincte de l'application qui prend ses valeurs dans \R^{+*}. Bien entendu, l'on peut définir d'autres applications à partir de la même fonction de départ...



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