Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau enseignement
Partager :

Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires

Posté par
okmylove
16-08-13 à 20:58

Bonjour à toutes et à tous,

Voilà. Je suis professeur dans un collège et je voudrais introduire les fonctions linéaires comme "toute fonction vérifiant pour tous nombres réels k et x :   f(kx) = kf(x)"

Je sais que la notion d'additivité n'est pas nécessaire car :
f(x+y) = (x+y)f(1) = xf(1)+yf(1) = f(x)+f(y).

Connaissez-vous un exemple de fonction homogène de degré 1 qui ne soit pas une fonction linéaire ?
Je m'interroge sur ce point et je ne me sens pas d'introduire les fonctions linéaires de la sorte si je ne suis sûr de ce que je manipule et du pourquoi j'ai le droit de le manipuler ainsi...

Quelle propriété de R fait que : fonction homogène de degré 1 = fonction linéaire ?

Merci d'avance pour votre précieuse aide.

Un professeur qui commence à avoir mal à la tête et aux yeux (à force d'errer sur internet pour trouver une réponse...)

Posté par
jamo Moderateur
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 17-08-13 à 08:53

Bonjour,

présenter les fonctions linéaires de cette manière me semble bien difficile !

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 17-08-13 à 12:11

C'est une approche que je veux tenter cette année.
Partir de "On appelle fonction linéaire toute fonction f vérifiant "pour tout (k,x) dans R² : f(kx)=kf(x)"
Ensuite en déduire : "Si f est linéaire, alors pour tous x et y dans R : f(x+y)=f(x)+f(y)"
Et enfin démontrer l'équivalence :  "f linéaire <=> f peut s'écrire sous la forme x -> mx avec m dans R".
Et ensuite, je reprends le fil classique du cours de 3e (représentation graphique, etc)...

Mais pour cela, il me faut maitriser pourquoi si f : R -> R alors "homogène de degré 1 <=> linéaire" et comprendre pourquoi ceci est faux si f : E -> E... Ne serait-ce que si je suis inspecté là-dessus...

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 17-08-13 à 12:24

salut

si tu surfe un peu sur l'ile niveau collège ou lycée (et bien que je n'enseigne pas au collège) je te déconseille de parler de fonction homogène ... de même d'introduire un espace E quelconque ...

Citation :
Quelle propriété de R fait que : fonction homogène de degré 1 = fonction linéaire ?


il suffit de savoir ce qu'est une fonction homogène à une variable .... et ce n'est pas R qui importe ....

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 17-08-13 à 19:20

Merci carpediem,je viens de trouver un contre exemple avec f : R² -> R²
Désolé si mon message n'était pas dans la rubrique appropriée...

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 17-08-13 à 19:25

ce n'est pas grave ...

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 17-08-13 à 19:45

Ah non... mon contre exemple ne fonctionne pas... Pfff

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 17-08-13 à 19:56

qu'appelles-tu une fonction homogène ?

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 17-08-13 à 20:03

f : R² -> R
    X = (x1 , x2) -> max(x1 , x2)

est un contre exemple qui est pas mal.
Merci Aleph (d'un autre forum) et merci carpediem pour tes infos

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 17-08-13 à 20:04

une fonction homogène de degré r est une fonction telle que
f(kx)=k^r f(x),  non ?

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 18-08-13 à 06:27

J'ai l'impression que je vien de raconter n'importe quoi...

En effet, max (- 5 ; - 8) = -5
- max (5 ; 8) = -8

donc x -> max (x) ne vérifie pas "pour tout k dans R, f(kx)=kf(x)"...

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 18-08-13 à 11:39

alors vérifie que les seuls fonctions homogènes de degré r de R2 dans R sons les fonctions :

(x, y) --> k=0k=r akxkyr-k

et qui sont donc les fonctions x --> axr de R dans R ....

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 18-08-13 à 12:09

J'ai réussi la partie facile "si f : (x;y)\mapsto \sum_{k=0}^{r}a_kx^ky^{r-k}, alors f est homogène de degré r."
Mais je n'arrive pas à prouver "Si f est homogène de degré r, alors il existe (a_n)\in \mathbb{R}^n telle que f : (x;y)\mapsto \sum_{k=0}^{r}a_kx^ky^{r-k}

Est-ce que ceci va me permettre de trouver un exemple de fonction homogène de degré 1 non linéaire ?

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 18-08-13 à 14:23

pardon j'ai dit une bêtise ....

x --> |x|, x --> x sont homogènes

mais f(kx) = kf(x) ==> f(0) = 0

si de plus f est dérivable en 0 alors f est linéaire ....

f(x, y) = xy est (positivement) homogène .... f(kx,ky) = k3/2f(x, y) pour k > 0

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 18-08-13 à 17:57

La continuité de f n'est-elle pas suffisante ?

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 18-08-13 à 20:19

non  à cause de x --> |x| .... (enfin qui est "particulière") ...

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 18-08-13 à 20:20

il me semble que toute fonction homogène est continue ....

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 18-08-13 à 20:36

Mais f : x --> |x| n'est pas homogène...

f(-5) = 5 alors que -f(5) = - 5... non ?

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 19-08-13 à 12:12

f : x --> |x| est positivement homogène :: pour tout k > 0 : f(kx) = kf(x) ....

mais comme je l'ai dit c'est un cas un peu particulier ...

Posté par
co11
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 19-08-13 à 20:07

bonsoir,
j ai cru comprendre qu il s agissait d introduire cette notion au college .... on s est eloigne du sujet?

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 19-08-13 à 22:14

Oui, nous avons un peu dévié...

Voici un exemple de fonction homogène de degré 1 non linéaire (donnée par quelqu'un sur un autre forum) :

f : R² -> R
f(x,y)=0 si y=0
f(x,y)=x si y est différente de 0

Cet exemple est pour ma culture personnelle et ce n'est, en aucun cas, un exemple à présenter à des élèves de 3ème, bien entendu...

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 20-08-13 à 12:44

enfin elle est linéaire "en plein d'endroits" ....

f((x, 0) + (u, 0)) = f(x, 0) + f(u, 0)

f((x, y) + (u, v)) = f(x, y) + f(u, v) avec yv(y + v) 0

par exemple ....

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 20-08-13 à 13:28

f(x, y) = (x3 + y3)1/3 est homogène de degré 1 non linéaire "nulle part" ... tout simplement ....

Posté par
okmylove
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 25-08-13 à 10:13

Merci beaucoup carpediem, ton exemple est simple et efficace.

Posté par
carpediem
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 27-08-13 à 19:06

de rien

Posté par
frenicle
re : Fonctions homogènes de degré 1 et fonctions linéaires 28-08-13 à 00:16

Bonjour,

J'arrive après la bataille mais si f est une fonction homogène de degré 1 de R dans R , alors elle est évidemment linéaire :

Pour tout réel k, f(k) = f(k.1) = kf(1).

Pas besoin de supposer f continue.



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !