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Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0

Posté par
Azertya14220
19-09-18 à 13:58

Bonjour,

Un exercice me demande de démontrer le contraire des affirmations suivantes:

Une me bloque:

Si f est fonction continue sur [-2;2] avec f(-2)=5 et f(2)=-3 alors l'équation f(x)= 0 admet une unique solution dans l'intervalle.

Je dois donc montrer qu'il n'y a pas une seule et unique solution. Mais je ne sais pas comment m'y prendre.

Merci

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 14:11

Bonjour, avec le théorème des valeurs intermédiaires, tu peux déjà dire que la fonction qui est continue et qui passe du positif au négatif coupe forcement l'axe des x donc que f(x) = 0 a forcement au moins une solution.

Après pour que la solution soit unique, il faut que la fonction soit monotone (décroissante ici). Alors ou bien on te le dit dans l'énoncé et tu as oublié de nous le dire, ou bien on te donne l'expression de f(x) ? mais il manque quelque chose pour conclure.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 14:15

ha j'ai mal lu l'énoncé "Un exercice me demande de démontrer le contraire"

Donc mon observation devrait te donner des idées pour démontrer que les données ne suffisent pas pour conclure et éventuellement fournir un contre exemple.

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 14:29

D'accord pour la première partie j'utilise donc le théorème pour démontrer que cela passe au moins une fois par 0 et admettre qu'il y a déjà une solution
Or, et je m'en excuse je n'ai pas compris comment je peux montrer qu'il y en a une autre...

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 14:32

en montrant un contre exemple. si la fonction n'est pas monotone décroissante elle peut osciller et couper plein de fois l'axe des x.

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 14:35

D'accord donc je dois montrer que ma fonction n'est pas décroissante.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 14:45

Plutôt "qu'il existe des fonctions pour lesquelles la solution de l'équation f(x) = 0 n'est pas unique"

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 14:47

Donc il suffit d'inventer une fonction ou f(x) sera supérieur à 0 pour montrer qu'il existe plusieures solutions

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 14:54

pas "ou f(x) sera supérieur à 0 ", "ou f(x) coupe plusieurs fois ox" tout en respectant f(-2)=5 et f(2)=-3

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 15:00

Donc je dois chercher la fonction f(x) à partir  de f(-2)=5 et f(2)=-3?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 15:03

il y en a une infinité. il suffit que tu montres un contre exemple. tu peux te contenter d'en dessiner un. Par exemple 3 segments de droite reliés de façon continue dont 2 coupant ox va très bien.

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 15:05

Le problème est que le contre exemple doit être exprimé par un calcul et non d'un dessin...
Or je ne sais pas comment m'y prendre

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 15:12

Citation :
Le problème est que le contre exemple doit être exprimé par un calcul et non d'un dessin...

ha bon, pourquoi ?

Sinon les équations de 3 segments de droite, c'est faisable.

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 15:13

C'est l'attente du professeur pour que la réponse soit validée

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 15:31

exigent ! je t'en ai cherché une de degré 3 :
Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0

f(x) = -(2 / 3) x³ + x² / 3 + 2x / 3 - 1 / 3

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 15:34

Mais comment faire f(x) =0 avec cette fonction ? Cela est T il possible ?

Merci énormément en tout cas

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 15:46

Ben tu vois où elle coupe ox, tu as 3 solutions pour f(x) = 0 dont x = -1 et x = 1 et il y a x = 1/2 aussi. j'ai choisi des valeurs simples.

(elle se factorise en f(x) = (-1/3)(2x-1)(x-1)(x+1) )

Mais rien ne t'empêche d'en chercher une par toi même.

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 15:50

Merci beaucoup pour votre aide!!

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 16:15

Après votre aide j'ai donc un doute sur mon petit a:

Si f est fonction définie sur [-1;2] alors f est continue sur [-1;2]

J'ai donc pris la fonction f(x)= x+1/2x
Et pour f(0) j'en ai conclu qu'il était impossible de diviser par 0 donc que ma fonction ne passait pas par 0

Est ce correct ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 16:45

Citation :
Si f est fonction définie sur [-1;2] alors f est continue sur [-1;2]

il y a des tas de fonctions définie sur [-1;2] qui ne sont pas continues.

f(x)= x+1/(2x) ? f(0) n'est pas défini (la fonction tend vers l'infini)

je ne sais pas ce qu'est ton petit a mais tu fais de drôles de réponses.
tu devrais nous donner la question plutôt ?

Posté par
Azertya14220
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 16:47

La question est la même que précédemment je dois prouver le contraire de cette affirmation

Posté par
Glapion Moderateur
re : Trouver une solution dans une intervalle avec f(x)=0 19-09-18 à 23:22

Le contraire de "i f est fonction définie sur [-1;2] alors f est continue sur [-1;2]" ?

Ben il te suffit de prendre une fonction discontinue !



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