Équation fonctionnelle
dans Analyse
Bonjour,
quelles sont les fonctions qui vérifient f(x)+f(1/x)=1 pour tout x non nul ?
Merci !
quelles sont les fonctions qui vérifient f(x)+f(1/x)=1 pour tout x non nul ?
Merci !
Réponses
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Il y en a beaucoup: tu peux montrer qu'elles sont en bijection avec les fonctions définies sur $[-1,1]\backslash\{0\}$ et valant $1/2$ en $1$ et $-1$.
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$f(1)=f(-1)=1/2$, ensuite on choisit arbitrairement $f$ pour $|x|>1$ et on en déduit
$f$ pour $|x|<1$ non nul, non?
Eric -
juste en lançant des idées en l'air (je n'ai plus de papier à coté de moi pour vérifier)
en résolvant f(x) + f(1/x) = 0 tu peux avoir une solution f0(x) puis poser f(x) = f0(x) +1/2
f(x) = ln(x) + 1/2 est solution non ?
et meme poser f(x) = ln(xa) + 1/2 non ?
et dans la meme logique toutes fonctions g(x) strictement positive tel que g(1/x) = 1/g(x) tu auras f(x) = ln(g(x)) + 1/2 solution.
après il est probable qu'il y ai d'autres solutions. -
@Mamane, comme l'ont dit alea et EC, si $f$ est une application quelconque qui va de $E:=]-1,1[\setminus \{0\}$ dans $\R^*$, l'application $g:=T(f)$ définie par:
1) $x\in E\mapsto f(x)$
2) $x\in \{-1,1\}\mapsto 0,5$
3) $x\in \R\setminus [-1,1]\mapsto 1-f(1/x)$
vérifie $\forall x\neq 0: g(x)+g(1/x)=1$
Réciproquement, si $\forall x\neq 0: g(x)+g(1/x)=1$ alors $f=T(f_{|E})$
Si on rajoute la condition "continue partout où est définie", on doit se restreindre aux applications définies sur $E$ qui tendent vers $0,5$ aux bornes 1 et -1 et prendre leur $T(f)$. (Enfin sauf erreur).
Il n'est pas exclu que myrtille ait oublié une hypothèse (et sauf erreur de ma part).Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi -
Il me semble que les choses se param\`etrent plus facilement en passant du multiplicatif \`a l'additif. Pour $x>0$ on pose $y=\log x$ et on se demande donc quelles fonctions $g(y)=f(e^y)$ satisfont $g(y)+g(-y)=1$ pour tout $y$ réel; posant $g(y)=\frac{1}{2}+g_1(y)$ on voit que $f$ convient si et seulement si $g_1$ est impaire, et il y en a beaucoup en effet. M\^eme gymnastique pour $x<0.$
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Bonjour,
D'anciens souvenirs et liens ..........je laisse à lecture les trois points suivants:
i) Directement en " solution particulière"
Ay(x^a) + By(x^b) + y(x) = 0.
This functional equation has particular solutions of the form y(x) = C| ln x|^p, where C is an arbitrary
constant, and p is a root of the transcendental equation A|a|^1p + B|b|^p + 1 = 0.
Reference
Polyanin, A. D. and Manzhirov, A. V., Handbook of Integral Equations: Exact Solutions (Supplement. Some Functional
Equations) [in Russian], Faktorial, Moscow, 1998.
(Il existe une version plus récente en anglais ~1500 pages).
ii) plus générale..
y(x) + y(a/x) = b.
Solution:
y(x) = 1/2 b + H(x, a/x),
where H(x, z) = -H(z, x) is any antisymmetric function of two arguments.
Reference
Polyanin, A. D. and Manzhirov, A. V., Handbook of Integral Equations: Exact Solutions (Supplement. Some Functional
Equations) [in Russian], Faktorial, Moscow, 1998.
iii) Lectures introductives sur équations fonctionnelles:
Aczel J. Lectures on functional equations and their applications (AP, 1966)(528s)
Bien à vous
thierrypp -
Le type i) se ram\`ene en remplacant $x$ par $\log\log x$ \`a une équation fonctionnelle de la forme $\sum_{k=1}^nA_kf(x+t_k)=0$ pour laquelle on cherche les solutions de la forme $f(x)=e^{zx}$ o\`u $z$ appartient \`a l'ensemble discret $Z$ de complexes tels que $\sum_{k=1}^nA_ke^{zt_k}=0.$ Et on prend des solutions $f(x)=\sum_ {z\in Z}C_ze^{zx}.$ C'est l'application du principe: toujours chercher les solutions exponentielles d'une équation fonctionnelle linéaire.
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@ Merci Gérard,
Ce serait assez utile que @ Myrtille-la-douce veuille nous préciser son domaine, pour ma part, je me réfère à des liens en analyse-option mécanique analytique; pour vous Gérard, je pense un autre domaine ( probabilités, traitement de signaux ? )...
Toujours est-il que ces équations fonctionnelles sont à répertorier précieusement car sources de nombreuses publications et historiquement beaucoup s'y sont consacrés......une option de forum spécifique à envisager ? Pour ma part, je trouverais cette sub-division / option intéréssante.
Bien à vous,
thierrypp -
@thierry,
je pense comme Christophe que Myrtille a du faire une faute de frappe ou une omission
dans son énoncé, Myrtille étant sans aucune hésitation capable de répondre seule
à sa question en un clin d'oeil. Effectivement cela aurait été bien qu'elle nous fasse un
retour là dessus (mais je ne me fais pas d'illusion...).
Eric
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