Equation fonctionnelle

Bonjour, j'essaie de faire le sujet en pièce jointe. Il s'agit d'un problème trouvé sur le site http://arnaud.begyn.free.fr/index.php?option=com_content&view=section&layout=blog&id=8&Itemid=54

Réponses

  • bonjour,
    dans le cas où u(x_0)>0 je trouve plutôt que la suite est décroissante.
  • je trouve que :

    $y_{n+1}-y_n=\dfrac{y_{n+1}\times (y_{n+1}^{2}-1)}{1+y_{n+1}^{2}}$

    dont on trouve le signe avec l'encadrement de la question II.1
  • Arff j'ai bêtement oublié le 2 quand j'ai remplacé $y_n$ par $\dfrac{2y_{n+1}}{1 + y_{n+1}^2}$. Je trouvais que la différence valait $\dfrac{y_{n+1}^3^}{1 + y_{n+1}^2}$. Merci beaucoup de ton aide.

    Je devrais m'en sortir pour la fin de la partie 2 et je reposterais mes difficultés éventuelles sur la partie 3.
  • La suite $y_{n}$ est décroissante et tend vers 1. Ses valeurs sont donc toutes supérieures ou égales à 1. Mais conmme ces valeurs sont par ailleurs inférieures ou égales à 1, elles sont donc toutes égales à 1, et en particulier $y_{0}=u(x_{0})=1$. Sauf erreur, on a ainsi prouvé que si $u(0)=1$, alors $u(x)=1$ pour tout $x\in R$. On pourrait même rédiger sans recourir au raisonnement par l'absurde.
    On prouve de même que si $u(0)=-1$, alors $u(x)=-1$ pour tout $x\in R$.
    Si je ne me trompe, on n'a utilisé que la continuité en 0.
    Si l'on exclut ces deux fonctions constantes $u(x)=1$ et $u(x)=-1$, alors on a : $u(x)\in ]-1,1[$ pour tout $x\in R$. Et l'on peut alors poser : $v(x)=\arg \tanh u(x)$, et il vient : $v(2x)=2v(x)$.
    La continuité partout devient alors indispensable, pour une équation fonctionnelle à un seul argument.
    A suivre...
    Jusqu'ici, je ne connaissais cette équation fonctionnelle qu'avec la condition plus forte : $u$ dérivable en 0. Je suis très intéressé...
  • Je n'avais pas vu le lien donnant le texte complet du problème posé.
    En fait, il revient à ce que j'avais dit : il s'agit de trouver les fonctions $f:R\rightarrow R$, dérivables en 0, telles que : $\forall x\in R,f(2x)=\frac{2f(x)}{1+f(x)^{2}}$.
    Dans un premier temps, on suppose seulement la continuité en 0, et cela suffit à prouver que la fonction $f$ est de trois sortes :
    $f(x)=1$ pour tout $x\in R$,
    $f(x)=-1$ pour tout $x\in R$,
    $-1<f(x)<1$ pour tout $x\in R$.
    Comme j'ai dit, et comme il est dit dans le problème, dans ce dernier cas on compose avec la fonction $\arg \tanh $.
    C'est une méthode classique en matière d'équations fonctionnelles. L'équation fonctionnelle proposée étant celle de la tangente hyperbolique, on compose avec l'application réciproque de celle-ci pour obtenir une équation linéaire $g(2x)=2g(x)$.
    La solution simple de cette dernière équation demande la dérivabilité en 0. C'était déjà posé au Concours général en 1985 (ça nous rajeunit pas, disait mon oncle Émile).
    Ce que j'aimerais connaître, ce sont toutes les solutions partout continues, et pas seulement dérivables en 0, de cette équation $g(2x)=2g(x)$, ce qui permettrait de résoudre l'équation initiale avec la condition de continuité partout. La continuité en 0 ne me semble pas suffire pour obtenir quelque chose de raisonnable, mais il faut voir.
    Je signale un article de Roger Cuculière dans "Quadrature" n° 74, 2009, sur l'équation fonctionnelle de la tangente hyperbolique, mais à deux arguments, comme on dit : $f(x+y)=\frac{f(x)+f(y)}{1+f(x)f(y)}$.
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