Exercice intégrales


  • B

    Bonjour !
    Je suis actuellement bloqué sur un exo bonus d'un DM sur les intégrales...
    Le voici :

    Soit k>0 un réel fixé. Déterminer les fonctions continues f : ℜ+→ℜ telles que la fonction F définie sur ℜ+ par :

    f(x)=∫xkxf(t)dtf(x)=\int_{x}^{kx}{f(t)dt}f(x)=xkxf(t)dt soit constante.

    J'ai un peu réfléchis dessus, voici ce que j'ai fais (c'est sans doute un peu faux...) :

    Soit G dérivable sur ℜ+, une primitive de f.

    On a :

    f(x)=∫xkxf(t)dt=[g(t)]xkx=g(kx)−g(x)f(x)=\int_{x}^{kx}{f(t)dt} = \left[g(t) \right]_{x}^{kx} = g(kx)-g(x)f(x)=xkxf(t)dt=[g(t)]xkx=g(kx)g(x)

    Or, la fonction F est constante, donc : ∃c∈ℜ, F(x)=c

    ⇒ F'(x)=0
    ⇔(G(kx)-G(x))'=0
    ⇔kG'(kx)=G'(x)
    ⇔kf(kx)=f(x) (car G primitive de f)

    Voilà, après je sais plus trop quoi faire...
    Pouvez vous m'aider s'il vous plaît 😉


  • mtschoon

    Bonjour,

    Ton énoncé me laisse perplexe.
    "les fonctions continues f de R+ vers R " ? il ne doit pas y en avoir beaucoup...

    Quelques réflexions.

    $f(0)=\bigint_0^{k0}f(t)dt=\bigint_0^{0}f(t)dt=0$

    Vu que F doit êtreconstante sur R+ , nécessairement F est la fonction identiquement nulle sur R+

    ∀x∈[0,+∞[ f(x)=0\forall x \in [0,+\infty[\ f(x)=0x[0,+[ f(x)=0

    Tu peux déjà déduire quela fonction f identiquement nulle sur R+ convient :

    ∀x∈[0,+∞[ f(x)=0\forall x \in [0,+\infty[\ f(x)=0x[0,+[ f(x)=0

    La question est de savoir s'il y a d'autres fonctions f satisfaisantes.

    La propriétéf(x)=kf(kx) que tu as trouvé me parait très intéressante.

    Déjà, pour x=0, elle devient : f(0)=0f(k0), donc f(0)=0

    Tu peux généraliser cette propriété

    f(kx)=kf(kkx)=kf(k²x) donc f(x)=kkf(k²x)=k²f(k²x)

    Par récurrence, pour n ≥ 1, tu peux prouver que

    f(x)=knf(knx)f(x)=k^nf(k^nx)f(x)=knf(knx)

    En fixant x, et en faisant tendre n vers +∞, suivant k( fais attention), tu dois pouvoir trouver l'expression de f(x)

    Bonne recherche.


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