mathématiques (PCSI) · Chapitre 1 · Application directe du cours
Raisonnement par analyse-synthèse
Raisonnement et vocabulaire ensembliste · C. Modes de raisonnement · niveau 2
Énoncé
Déterminer toutes les applications telles que pour tous , et .
Corrigé
Appliquons la méthode d'analyse-synthèse.
- Analyse : Supposons que est une telle application.
- En posant , .
- En posant , .
- Cas 1 : . Alors pour tout , . On a la fonction nulle.
- Cas 2 : . Par récurrence immédiate, pour tout , . Puis , donc pour tout . Pour et , . Puis . Ainsi, pour tout rationnel . Soit . Alors . Ainsi, préserve le signe. Soient tels que . Alors . Donc est croissante. Soit . Par densité de dans , il existe deux suites de rationnels et croissant et décroissant vers . Par croissance de , on a . Comme et , on obtient par passage à la limite : .
Les seuls candidats sont l'application nulle et l'identité.
- Synthèse :
- La fonction nulle vérifie évidemment les deux équations.
- L'identité vérifie également et .
Les solutions sont exactement la fonction nulle et la fonction identité.