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Un p'tit exo d'analyse ...

Posté par
Rouliane
15-03-07 à 14:56

Bonjour,

Je propose un exo d'analyse, accessible au niveau Sup :


Soit f une fonction continue sur [0,1], à valeurs réelles, vérifiant f(0)=f(1).

Montrer que pour tout n dans
N^*, il existe 3$ c \in [0, 1-\frac{1}{n} ] tel que :

4$ \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \;\; \; \; \;\; \; \; \;f(c)=f(c+\frac{1}{n})


Bon courage

Posté par
Camélia Correcteur
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 14:59

Bonjour Rouliane,
C'est un défi, où tu as besoin de la solution?

Posté par
Rouliane
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 15:00

C'est un défi

Laissez un peu de temps aux autre svp

Posté par
Camélia Correcteur
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 15:01

Ok! C'est pour ça que j'ai posé la question!

Posté par
Rouliane
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 15:04

Merci alors

Posté par
Cauchy
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 19:26

Bonjour,

sympa comme tout

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 20:32

Bonsoir ;
Je crois que j'ai déjà répondu à cet exercice sur le forum mais je n'arrive pas à trouver le lien on raisonne par l'absurde :
2$\fbox{(\exists n_0\in\mathbb{N}^*)\hspace{5}(\forall x\in[0,1-\frac{1}{n_0}])\hspace{5}/\hspace{5}f(x)\neq f(x+\frac{1}{n_0})}
La fonction continue \fbox{g{:}x\to f(x)-f(x+\frac{1}{n_0})} garderait alors un signe constant sur [0,1-\frac{1}{n_0}] et quitte à changer f en -f
(qui vérifie les mêmes hypothèses que f) on peut supposer que g est strictement positive sur [0,1-\frac{1}{n_0}]
et on aurait alors 3$\fbox{0<\Bigsum_{k=0}^{n_0-1}g(\frac{k}{n_0})=f(0)-f(1)} (sauf erreur bien entendu)

Posté par
Cauchy
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 20:48

Salut elhor,

oui c'est connu

Moi j'avais conclu qu'on aurait alors f(0)<f(1/n)<....<f(1) si g restait positive.

Ca se voit mieux sur un dessin.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 21:26

Salut Cauchy ;
Une question me semble intéressante :

Sous les mêmes hypothèses sur f a-t-on :

4$\red\fbox{(\forall\alpha\in]0,1[)\hspace{5}(\exists c\in[0,1-\alpha])\hspace{5}/\hspace{5}f(c)=f(c+\alpha)} ?

Posté par
Cauchy
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 21:43

Je pense que c'est faux,

si je prend,f(x)=sin(2pix) sur [0,1].

Et a=1/4,alors f(x)=sin(2pix) différent de sin(2pix+2pi/4)=sin(2pix+pi/2)=cos(x)

donc il y a égalité que si x=pi/4 mais on regarde sur [0,3/4] et pi/4>0.75.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 22:07

C'est bizarre car la preuve ci-dessus montre que le résultat est vrai si \alpha est l'inverse d'un entier non nul.
N'aurais tu pas commis une erreur de calcul car avec f(x)=sin(2\pi x) , l'équation f(x)=f(x+\frac{1}{4}) admet une solution \frac{1}{8}\in[0,\frac{3}{4}] !!!

Posté par
Rouliane
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 22:50

C'est ça , bravo Elhor !

Posté par
Cauchy
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 22:52

C'est pas bizarre c'est moi qui raconte n'importe quoi plutot

Il faut en fait cos(2pix)=sin(2pix) et évidemment 1/8 convient.

Posté par
Cauchy
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 22:53

Salut Rouliane,mi temps comme moi

Traoré

Posté par
Rouliane
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 22:58

Salut Cauchy, effectivement, mi-temps

Dramé catastrophique

Posté par
Cauchy
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 23:55

Bien scandaleux

Posté par
Rouliane
re : Un p'tit exo d'analyse ... 15-03-07 à 23:58

no coment .... pfff

Posté par
Cauchy
re : Un p'tit exo d'analyse ... 16-03-07 à 00:05

Si je pose:

f(x)=sin((5pi/2)x)-x alors f(0)=0 et f(1)=0.

f(x+4pi/5)=sin((5pi/2)x)-x-4pi/5
f(x)=sin((5pi/2)x)-x.

Donc il ne peut y avoir égalité.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Un p'tit exo d'analyse ... 16-03-07 à 13:49

Bien vu Cauchy ,
effectivement avec 2$\fbox{f{:}[0,1]\to\mathbb{R}\\x\to sin(\frac{5\pi x}{2})-x} on a bien 2$\fbox{f\hspace{5}continue\\f(0)=f(1)=0} et pour 2$\fbox{\alpha=\frac{4}{5}\in]0,1[} on a 3$\blue\fbox{(\forall x\in\mathbb{R})\\f(x+\alpha)=f(x)-\alpha\neq f(x)}

Posté par
Cauchy
re : Un p'tit exo d'analyse ... 16-03-07 à 22:07

Et peut on trouver une fonction telle que pour tout 3$\alpha \neq \frac{1}{n} on ait 3$f(x+\alpha) \neq f(x) pour tout x dans 3$[0,1-\alpha]?



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