Principe du maximum

Bonjour,

j'aimerais résoudre l'exercice qui suit, j'en ai déjà vu un corrigé dans le même genre mais je ne comprends pas tout.

Soit $f$ holomorphe au voisinage de $\overline{D(0,1)}$, $$|f(e^{i\theta})|\leq e^{2|\theta |}, \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ -\pi \leq \theta < \pi.$$
Montrer que $|f(0)|\leq e^{\pi}$.

Voici ce que j'ai fait et ce qui me pose problème:

Posons $g:z \mapsto f(z)f(-z)$. Alors $g$ est holomorphe au voisinage de $\overline{D(0,1)}$ puisque $f$ l'est.
$\forall \xi \in [-\pi ,\pi [$, on a $|g(e^{i\xi})|=|f(e^{i\xi}).f(-e^{i\xi})|=|f(e^{i\xi})|.|f(-e^{i\xi})|$.

$\bullet$ Soit $\xi \in [-\pi ,0[$.
Alors $|g(e^{i\xi})|=|f(e^{i\xi})|.|f(e^{i(\xi + \pi)})|$ et comme $\forall \theta \in [-\pi ,\pi[, \ |f(e^{i\theta})|\leq e^{2|\theta |}$ on a:
$|g(e^{i\xi})|\leq e^{2|\xi |}.e^{2|\xi + \pi |}=e^{-2\xi }.e^{2(\xi + \pi )}=e^{2\pi}$

$\bullet$ Considérons maintenant $\xi \in [0, \pi [$.
Alors $|g(e^{i\xi})|=|f(e^{i\xi})|.|f(e^{i(\xi - \pi)})|$ et comme $\forall \theta \in [-\pi ,\pi[, \ |f(e^{i\theta})|\leq e^{2|\theta |}$ on a:
$|g(e^{i\xi})|\leq e^{2|\xi |}.e^{2|\xi - \pi |}=e^{2\xi }.e^{-2(\xi - \pi )}=e^{2\pi}$

$\bullet$ D'après les deux points précédents on déduit que $\forall \xi \in [-\pi ,\pi[, \ |g(e^{i\xi})|\leq e^{2\pi}$.



Premièrement j'aurais voulu savoir si ce que j'ai fait jusque là est correct et deuxièmement j'ai vu dans l'exercice similaire qu'il fallait utiliser maintenant le principe du maximum pour conclure mais je ne vois pas pourquoi. Auriez-vous une piste ?
Voici comment est énoncé le principe du maximum dans mon cours:
Soit $f$ une fonction holomorphe sur un ouvert connexe $U$ de $\mathbb{C}$. Si $|f|$ admet un maximum sur $U$, alors $f$ est constante sur $U$.

Merci d'avance pour votre aide !

Réponses

  • Mieux vaut utiliser la version suivante équivalente du principe du maximum : Si $f$ est non constante analytique dans un domaine fermé dont la frontière est fermée et simple, alors $|f|$ atteint son maximum sur cette frontière.
  • On a $|f(e^{i\theta})|\leq e^{2|\theta |}$ ?

    C'est ça qu'il faut montrer:

    $|f(0)|\leq e^{\pi}$ ?

    Il ne manque pas un coefficient $2$ devant le $\pi$?
  • Bonsoir,

    @Fin de partie: C'est bien ça qu'il faut montrer, il ne manque pas de $2$ devant le $\pi$.

    @discret: Merci pour l'indication, j'avais omis le corollaire suivant du principe du maximum:
    Toute fonction holomorphe sur un ouvert connexe borné $U$ et continue sur $\overline{U}$ atteint le maximum du module sur le bord de $U$.
    Voici comment je finirai alors:

    $\bullet$ Comme $g$ est holomorphe au voisinage de $\overline{D(0,1)}$ alors elle est holomorphe sur l'ouvert connexe borné $D(0,1)$ et continue sur $\overline{D(0,1)}$.
    Le corollaire précédent du principe du maximum nous dit alors qu'elle atteint le maximum de son module sur $\partial D(0,1)$.
    Or, on a vu précédemment que le module de $g$ est majoré par $e^{2\pi}$ sur $\partial D(0,1)$ et on en déduit que $\forall z \in \overline{D(0,1)}, \ |g(z)|\leq e^{2\pi}$.
    En particulier $|g(0)|\leq e^{2\pi}$. Et puisque $|g(0)|=|f(0)|^2$ alors $|f(0)|^2\leq e^{2\pi}$ et finalement, par croissance de la fonction racine carrée sur $\mathbb{R}_+$, $|f(0)|\leq e^{\pi}$.

    Est-ce correct ?
  • Bonsoir,
    C'est correct et ... astucieux.
  • Bonsoir zephir,

    et merci ! Du coup l'exercice est résolu, on peut clore le topic.

    Merci à discret et Fin de partie pour leurs interventions !

    Passez une bonne soirée.
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