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Niveau énigmes
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Un seul alien

Posté par
Imod
25-03-19 à 17:57

Je suis sur plusieurs gros problèmes qui me prennent la tête et j'ai besoin d'une soupape pour ne pas éclater . Pour ça , rien ne vaut quelques petits quickies et comme je ne suis pas trop égoïste :

Comment choisir 10 nombres réels a_i  de façon à ce qu'il existe une fonction continue f sur \mathbb{R} telle que pour tout réel x , \{f(a_0+x),f(a_1+x),...f(a_9+x)\} contient un seul irrationnel ?

Attention , j'aime bien piéger les questions

Imod

Posté par
carpediem
re : Un seul alien 25-03-19 à 23:19

salut

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Posté par
LittleFox
re : Un seul alien 26-03-19 à 12:22

Ah ^^, bien vu

Posté par
Imod
re : Un seul alien 26-03-19 à 16:49

Bien joué Carpediem

Deuxième étape

Existe t-il une telle fonction f qui ne soit pas constante ?

Imod

Posté par
carpediem
re : Un seul alien 26-03-19 à 17:38

je ne pense pas ...

en posant E_x = \{f(a_i + x)\} contient deux rationnels p et q et un irrationnel r :

1/ toute combinaison linéaire à coefficients rationnels "convenable" de p et r ou de q et r est "entre" p et r ou q et r et est un irrationnel

2/ la continuité de f et le TVI devraient aboutir à une contradiction

ce me semble-t-il ...

ou alors en jouant sur x alors on a une application : E_x \mapsto r(x) \in \R/\Q

or la translation y \mapsto y + x est bijective sur R

donc on doit arriver à la conclusion que r(x) est constant : r(x) = r

et par continuité de f, f est constante

ce me semble-t-il ...

Posté par
Imod
re : Un seul alien 26-03-19 à 18:01

Beaucoup d'affirmations Carpediem mais "ce me semble -t-il" ce n'est plus  vraiment des maths ( même en détente ) .

Ce problème est un quickie , il y a donc une solution simple et rapide mais astucieuse .

Ici l'astuce est cousue de fil blanc

Imod

Posté par
carpediem
re : Un seul alien 26-03-19 à 18:45

bien sur !! j'ai proposé deux idées générales ... qu'il faudrait développer et détailler en toute rigueur !!

maintenant ... j'ai épuisé mon stock d'astuces .. et je ne vois !!


une troisième idée ... mais qui ne me semble pas de l'ordre de l'astuce : faire tendre x vers l'infini ...

laissons les autres réfléchir ... et proposer ...

Posté par
Imod
re : Un seul alien 26-03-19 à 18:58

Laissons les autres réfléchir , c'est mon leitmotiv , les speedés de la gâchette m'agacent un peu . Il y a pleins d'autres idées mais il faut laisser les choses mûrir .

Imod

Posté par
Imod
re : Un seul alien 29-03-19 à 12:04

Un indice , on n'est pas obligé de regarder

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Imod

Posté par
Imod
re : Un seul alien 29-03-19 à 19:25

On n'est pas obligé et ce n'est même pas conseillé , correctif :

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Imod

Posté par
Imod
re : Un seul alien 31-03-19 à 11:21

Je ne pensais pas que cette question resterait si longtemps en suspens

Rien à dire sur \displaystyle{g(x)=f(a_0+x)+\sum_{i=1}^9f(a_i+x)}   ?

Imod

Posté par
perroquet
re : Un seul alien 31-03-19 à 22:46

Bonjour, Imod

Jamais je n'aurais trouvé sans ton indication.

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Si on considère des fonctions qui ne sont pas obligatoirement continues, le problème est plus facile, mais est néanmoins intéressant.

Posté par
Imod
re : Un seul alien 01-04-19 à 17:40

Bonjour Perroquet

Plus facile , je ne suis pas sûr , en tout cas ça m'évoque des souvenirs lointains de bases de Hammel ou de générateurs de groupes .

En tout cas il est clair qu'il y a plein de solutions non constantes ( en choisissant bien les ai ) .

Imod

Posté par
carpediem
re : Un seul alien 01-04-19 à 18:06

ouais ... bravo ... parce que là je séchais !!!

il me semblais bien que f ne pouvais pas ne pas être constante ... mais de là à le démontrer correctement ... et penser aux fonctions g et h ...

Posté par
Imod
re : Un seul alien 02-04-19 à 07:19

Une famille de solutions non continues . On note A le groupe additif engendré par les a_i choisis au hasard . On prend une fonction g de \mathbb{R}/A dans \mathbb{R}-\mathbb{Q} et on pose f(x)=g(\dot x) .

A-t-on récupéré tout le monde avec ce procédé ?

Imod

Posté par
perroquet
re : Un seul alien 04-04-19 à 00:45

Bonjour, Imod.

On peut agrandir très légèrement la famille en considérant le groupe additif engendré par les a_i-a_0.

Ce procédé permet d'obtenir toutes les fonctions f de \mathbb R dans \mathbb R telles que:
\forall x \in \mathbb R \ , \ f(x+a_0)=f(x+a_1)=\ldots = f(x+a_9)    et   f à valeurs dans   \mathbb R \setminus \mathbb Q.

Mais c'est frustrant parce que cela ne permet pas a priori de construire explicitement une fonction non constante vérifiant ces propriétés.

Et puis, on oublie les fonctions f pour lesquelles, pour tout x \in \mathbb R,   \cup_{1\leq i\leq n} \{f(x+a_i)\} est la réunion d'un irrationnel et d'une partie de \mathbb Q (cette partie de \mathbb Q pouvant être l'ensemble vide).

Je sais construire explicitement de telles fonctions.

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En espérant ne pas avoir fait d'erreur ...

Posté par
Imod
re : Un seul alien 04-04-19 à 23:11

Bonsoir Perroquet

Oui on gagne un peu considérant le groupe généré par les a_i-a_j et si ce groupe n'est pas un \alpha\mathbb{Z} alors il est dense dans \mathbb{R} donc difficilement visible comme les fonctions qui en découlent .

Le cas continue est bien plus propre

Imod



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