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.
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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