Fonction à trouver

Bonjour

Déterminer toutes les fonctions f : R --> R qui envoient tout segment de R sur un segment de même longueur.

Merci.

Réponses

  • Bonjour,

    Je participe avec l'identité.
    Le 😄 Farceur


  • Pour tout x et tout h on va avoir f(x+h)-f(x)=h donc...
  • Bonjour,

    On peut aussi essayer avec : \(f(x+h)-f(x)=-h\) si l'on veut récupérer les symétries en plus des translations.
  • Ah exact oubli de ma part.
  • Autrement dit une isométrie : $|f(x)-f(y)|=|x-y|$. Ceci commence à devenir un peu drôle avec $\mathbb C$
  • Quitte à passer dans $\mathbb C$ on peut aussi faire un peu plus drôle et demander à ce que $f$ envoie tout convexe borné sur un convexe borné de même volume...
  • Déterminer les $f : \mathbb R \rightarrow \mathbb R$ telles que : $\forall x \in \mathbb R, \forall y \in \mathbb R, |f(x)-f(y)|=|x-y|$.
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    Je pars de $|f(x)-f(y)|=|x-y|~~~~~$ (0).
    Méthode que j'appelle Retour à Zéro, en hommage à Hubert Monteilhet.
    Je pose : $g(x)=f(x)-f(0)~~~~~$ (1), qui vérifie : $|g(x)-g(y)|=|x-y|~~~~~$ (2) $~~~~~$ et $~~~~~$ $g(0)=0~~~~~$ (3).
    De (2) et (3) il résulte : $|g(x)|=|x|~~~~~$ (4).
    L'égalité (2) implique $(g(x)-g(y))^2=(x-y)^2$, d'où d'après (4) : $g(x)g(y)=xy~~~~~$ (5).
    L'égalité (4) implique : $g(1)=\pm 1~~~~~$ (6) et en faisant $y:=1$ dans (5), il vient : $g(x)=x$ ou $g(x)=-x$.
    Conclusion d'après (1) : $f(x)=x+c$ ou $f(x)=-x+c$, avec $c$ constante réelle.
    Bien sûr ces fonctions conviennent.
    Les quantificateurs sont sous-entendus, mais bien présents et dûment utilisés.
    On peut maintenant appliquer ces idées à la détermination des $f : \mathbb C \rightarrow \mathbb C$ telles que : $\forall x \in \mathbb C, \forall y \in \mathbb C, |f(x)-f(y)|=|x-y|$.
    Bonne nuit.
    Fr. Ch.
  • Personnellement, j'utilise un positionnement par rapport à 2 satellites GPS et j'utilise la relation \(|f(x)-f(y)|=|x-y|\) sous la forme : \(\big(f(x)-f(y)\big)^2=(x-y)^2\).

    Pour des questions de symétrie, je me plais à choisir \(1\) et \(-1\) plutôt que \(0\) et \(1\). Je commence par remarquer que \(f(1)-f(-1)\) est non nul, car de valeur absolue \(2\).

    Ensuite je détermine ma distance aux satellites:
    \begin{align*}
    \big(f(x)-f(-1)\big)^2 &= (x+1)^2 & f(x)^2 - 2f(-1)f(x) + f(-1)^2 =x^2+2x+1 \\
    \big(f(x)-f(1)\big)^2 &= (x-1)^2 & f(x)^2 - 2f(1)f(x) + f(1)^2 =x^2-2x+1
    \end{align*}
    ce qui fournit par différence :
    \[2\big(f(1)-f(-1)\big)f(x) + f(-1)^2 - f(1)^2 = 4x\]
    et l'expression de \(f(x)\)...
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