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la fonction exponentielle (je ne compren rien)

Posté par sophdem (invité) 11-11-04 à 12:14

bonjour, pourriez-vous m'aider svp?

La fonction exponentielle est une fonction qui transforme les sommes en produits : pour tous réels x et y, exp(x+y)=(expx)*(expy). Le but de ce TD est de rechercher toutes les fonctions dérivables sur R qui ont cette propriété.
Dans la suite, f est une fonction dérivable sur R telle que pour tous réels x et y : f(x+y)=f(x)*f(y) [1]

1) Démontrez que s'il existe un réel x0 tel que f(x0)=0, alors f est la fonction nulle (On pourra calculer, pour tout réel x, f(x0+x).)

Dans la suite, on suppose f solution de [1] et distincte de la fonction nulle.

2)a/ En prenant y=0, démontrez que f(0)=1.

b/ En prenant x=y=(X/2), démontrez que pour tout réel X, f(X)>0.

3) Supposons x fixé et considérons la fonction g définie sur R par :
g(y)=f(x+y)=f(x)*f(y).

a/ Démontrez que g est dérivable sur R et que pour tout réel y, g'(y)=f '(x+y)=f(x)*f '(y).

b/ Cette égalité est aussi vraie pour tout réel x.
Déduisez-en que pour tout réel x, f '(x)=f '(0)*f(x)=af(x) avec a=f '(0).

c/Ainsi f est la solution de l'équation différentielle y'=ay telle que f(0)=1.
Déduisez-en que f(x)=e puissance ax.

4) Réciproquement , a est un réel, f est la fonction dérivable sur R, définie par f(x)=e puissance ax.
Démontrez que pour tous réels x et y, f(x+y)=f(x)*f(y).

Merci d'avance pour votre aide.

Posté par
Revelli
Pour me faire la main 11-11-04 à 19:56

1) f(x0)=0

pour tout x, f(x0+x)=f(x0)*f(x)=0*f(x)=0

2) a/ pour tout x, f(x)=f(x+0)=f(x)*f(0) => f(0)=1

b/ pout tout X , X= X/2 + X/2

f(X)=f(X/2+X/2)=f(X/2)*f(X/2)

donc f(X) est positif

3) a/ x est une constante; on dérive par rapport à y en utilisant le fait que f est dérivable sur R

pour tout y, g'(y)= f'(x+y)

g(y)=f(x)*f(y) avec f(x) est une constante

donc g'(y)=f(x)*f'(y) pour tout y

b/ f(x)=f(x+0)=f(x)*f(0)

en prenant y=0, g'(0)=f'(x+0)=f(x)*f'(0)

donc f'(x)= f(x)*f'(0)

c/ On doit trouver une démonstration dans le cours

4) f(x)=e^ax

Pour tout x et tout y de R

f(x+y)=e^a(x+y)=e^ax * e^ay

soit f(x+y) = f(x) * f(y)

Cordialement

Revelli



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