Fonction périodique

Bonsoir, j'ai du mal à travailler avec les fonctions périodiques.
Je m'explique.
On me demande de montrer qu'une propriété est vraie sur un ensemble donné pour une fonction périodique, ceci me pose souvent des problèmes comme dans le cas, suivant.

Montrer que toute fonction périodique continue sur $\mathbb{R}$ est uniformément continue.

Soit $T>0$ une période de $f$ si je montre que $f$ est uniformément continue sur $[0,T]$, est-ce que j'ai le droit de conclure directement que c'est vrai sur $\mathbb{R}$.

Il est vrai que $f$ est uniformément continue sur $[0,T]$ via le théorème de Heine.
Merci d'avance pour votre compréhension.

Réponses

  • Bonjour,
    On ne peut pas conclure directement dans l'exercice car il y a un petit travail de recollement à faire. On veut l'existence de $\delta>0$ tel que : $\forall x,y \in\mathbb{R}, |x-y|<\delta \implies |f(x)-f(y)|<\varepsilon$. Mais si tu as par exemple $T=1$, $x=0,\!99$ et $y=1,\!01$, alors le $\delta$ donné par l'uniforme continuité sur $[0,T]$ ne va pas suffire (en général). Tu as alors 2 options : élargir le segment sur lequel tu appliques Heine, ou te contenter d'une approximation à $2\varepsilon$-près.
  • Si tu prends deux réels $x$ et $y$ assez proches, il existe dans $[0,T]$ deux réels $x'$ et $y'$ qui ont les mêmes images par $f$ (i.e. $f(x)=f(x')$ et $f(y)=f(y')$). Problème : si $\delta$ est « petit », si par exemple $x=1000T+\delta$ et $y=1000T-\delta$, alors $x'=\delta$ et $y'=T-\delta$ ne sont pas proches donc on n'est pas avancé.

    Cependant, si tu autorises $x'$ et $y'$ à être dans $[-T,T]$, disons, alors tu peux les choisir proches : dans l'exemple précédent, cela revient à prendre $y''=-\delta$ à la place de $y'=T-\delta$. Sauras-tu généraliser ?

    [Message commencé il y a deux heures ; grillé par Calli dans l'intervalle ; je poste quand même, c'est un peu plus explicite.]
  • Bonjour, après quelques jours étant hospitalisé, je sors, on peut tout de même ramener les $x$ qui ne sont pas dans mon intervalle dans l’intervalle, il suffit de choisir un $n$ de telle sorte que $x+nT \in [0;T]$?
  • Bonjour Attien, et bon rétablissement.

    Je ne comprends pas bien le but de ta question. Si effectivement, il « suffit de choisir un $n$ de telle sorte que (...) », pourquoi ne le fais-tu pas ? Écris la démonstration. Si tu la trouves convaincante, poste-la ici et on te dira ce qu'on en pense ; si en revanche il y a un endroit où « ça bloque », sans doute verras-tu pourquoi, et peut-être alors saisiras-tu l'intérêt des indications données par Math Coss.

    Les maths, c'est du raisonnement. Si le raisonnement est inattaquable, tu dois pouvoir l'écrire de manière explicite et claire. Ta démonstration doit commencer par « Soit $\varepsilon >0$. » À partir de là, tu dois pouvoir prouver l'existence d'un $\eta >0$ tel que... à toi d'expliciter ce qu'il doit vérifier. Le réel $\varepsilon$ t'est imposé, tu n'as aucun contrôle sur lui. Tout ce que tu sais de lui, c'est qu'il s'agit d'un réel strictement positif. Le $\eta$, en revanche, c'est à toi de le choisir de façon qu'il satisfasse les conditions de la définition de l'uniforme continuité de ta fonction $f$ sur $\R$. À toi de jouer ! :-)
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.