Bonjour,
J'ai un dm à faire. J'ai pu avancer mais je suis bloquée.
But de l'exercice : trouver toutes les fonctions monotones vérifiant : quelque soit x réel f(x+y)=f(x)*f(y)
On suppose qu'une telle fonction existe.
1. Montrer que quelque soit n entier naturel f(n)=(f(1))^n
Montrons que quelque soit x réel, f(x) différent de 0.
Supposons qu'il existe x0 réel tel que f(x0)=0
quelque soit y réel, f(y)=f(y-x0+x0)=f(y-x0)*f(x0)=0 => impossible car f est monotone
Montrons que quelque soit x réel, f(x)>0.
quelque soit x réel, f(x)=f(x/2 + x/2)=(f(x/2))^20
Donc quelque soir x réel, f(x)>o
quelque soit n entier naturel supérieur ou égal à 1 :
(f(1))^n=f(1)*f(1)*...*f(1) avec n facteurs
(f(1))^n=f(1+1+...+1) avec n termes
(f(1))^n=f(n)
f(0)=f(0)*f(0)=(f(0))^2 donc f(o)=1 ou f(o)=0 => f(o)=1=(f(1))^0
Donc quelque soit n entier naturel f(n)=(f(1))^n
2. Montrer que quelque soit p entier relatif, f(p)=(f(1))^p
On pose p=-n avec n entier naturel.
quelque soit p entier relatif, f(p)=f(-p)*f(2p)=(f(1))^(-p)*(f(p))^
Or f(p) différent de 0 donc 1=(f(1))^(-p)*f(p)
Donc f(p)=(f(1))^ car f(1) différent de 0.
3. Montrer que quelque soit q entier naturel supérieur ou égal à 1, f(1)=(f(1/q))^q
4. En déduire que quelque soit r rationnel, f(r)=(f(1))^r
On peut écrire r sous la forme r=p/q
f(r)=f(p/q)=f(p*1/q)=f(p)*f(1/q)=(f(1))^p*f(1)^(1/q)=(f(1))^(p/q)=(f(1))^r
5. On admet que l'on peut approcher tout réel x par deux suites monotones de rationnels (rn) et (rn') telles que rnxrn' et en + lim rn = lim rn' = x.
Etudier (f(rn)) et (f(rn')).
6. Montrer que quelque soit x réel, f(1)^x=f(x)
7. Trouver toutes les solutions du problème.
8. En déduire les fonctions monotones sur l'ensemble des réels vérifiant : quelque soit x et y réels, f(x+y)=f(x)+f(y)+f(x)*f(y)
J'espère que ce que j'ai fait est déjà correct.
Merci pour votre aide.
cassiopee92
Finallement j'ai trouvé la question 3.
3. Montrer que quelque soit q entier naturel supérieur ou égal à 1, f(1)=(f(1/q))^q
f(1)=f(q/q)=f(q*1/q)=f(1/q+1/q+...+1/q) avec q termes
Donc f(1)=(f(1/q))^q
Bonsoir
5. Il est clair que f(rn)=[f(1)]rn et f(rn')=[f(1)]rn'
En faisant tendre n vers l'infini et par continuité de f, on a clairement :
f(x)=[f(1)]x
Les solutions du problème sont les fonction x -> ax avec a réel positif.
Merci!
Est ce que c'est bien celà?
rn et rn' rationnels donc en faisant tendre n vers l'infini
f(rn)=(f(1))^rn=(f(1))^x
f(rn')=(f(1))^rn'=(f(1))^x
Or f monotone donc f(rn)f(x)f(rn').
Donc en faisant tendre n vers l'infini, f(x)=(f(1))^x.
Je ne comprends pas bien où intervient la continuité de f. Et comment sait-on qu'elle est continue?
Merci.
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