Équation fonctionnelle f(2x)=f(x)^2

Bonjour à tous !
Je bloque sur l'équation fonctionnelle suivante.

$ f$ est une fonction de $\mathbb{R}$ dans $\mathbb{R}$, dérivable en $0$, telle que : $$

\forall x \in \mathbb{R},\quad f(2x)=f(x)^2.

$$ Des pistes ? :-D

Réponses

  • Itère la relation initiale pour avoir : $$\forall x\in \mathbb{R},\ \forall n\in \mathbb{N},\quad f(x)=\Big(f\big(\frac{x}{2^{n}}\big)\Big)^{2^{n}}.
    $$ Évalue en $0$ la relation initiale pour avoir : $f(0)=0$ ou $f(0)=1.$
    Traite ces deux cas séparément (pour le dernier cas procède à un DL à l'ordre $1$ en $0$).
  • Bonjour,
    Pour prolonger le message de BobbyJoe ci-dessus, dans le cas où f(0) = 1:
    comme f est continue en 0, il existe a > 0 tel que |x| < a entraîne f(x) non nul.
    Par la formule du message, on a donc f(x) non nul pour tout x réel, et dans ce cas f(x) > 0 pour tout x.
    Il paraît alors judicieux de poser u(x) = ln(f(x)) et la formule devient:
    u(x) = 2nu(x/2n)
    pour tout x et tout n.
    Comme le dit BJ, on utilise le DL à l'ordre1 donné par la dérivée m = u'(0):
    u(x) = mx + o(x) lorsque x tend vers 0.
    Pour x fixé non nul, il reste à vérifier que pour tout r > 0, on a:
    | f(x)/x - m | < r.
    D'où...
    Cordialement.
  • pardon pour la coquille: lire |u(x)/x - m| < r...
  • merci pour vos réponses, j'ai déjà essayé de traiter le cas f(0)=0 mais je ne vois pas vraiment quoi faire

    je pensais utiliser la définition du taux d'accroissement :

    $\frac{f(x)}{x} \underset{x\rightarrow 0}{\rightarrow} f'(0)$

    mais ça n'aboutit pas...
  • Bonjour,
    Est-il possible qu'il existe $x\in \mathbb{R}$ tel que $f(x)<0$? Une fois répondu à cette question, tu devrais être en mesure d'avoir des informations sur $f'(0)$ dans le cas $f(0)=0$.
  • Pour le cas $f(0)=1$, un développement limité à l'ordre 1 donne le résultat. Pour $x$ fixé, on écrit : \[
    \Big(f\big(\frac{x}{2^n}\big)\Big)^{2^n}=\exp\Big(2^n\ln\big(1+\frac{x}{2^n}f'(0)+o(2^{-n})\big)\Big)=\dots
    \] et on conclut en faisant tendre $n$ vers l'infini.

    Pour le cas $f(0)=0$, on peut faire la même chose... mais le développement limité à l'ordre 0 suffit.
  • Bonjour,

    Peux-tu écrire toutes les étapes car je n’y arrive pas pour le cas $f(0)=0.$
  • Pour faire court : $0^{\infty}$ n'est PAS une "forme indéterminée"...
  • Bonjour,

    Compris.

    Mais. Ça ne marche toujours pas...

    Écris tout bien et je te dis où je bloque.
  • Si $f(0)=0$, il me semble que l’on a $f’(0)=0$ par positivité de la fonction $f$, et on trouve finalement que $f$ est nulle avec la limite de bisam.

    Édit : Ou utiliser simplement la continuité de $f$ en 0.
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.