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mathématiques (PTSI) · 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 . Pour , posons et , où désigne la partie entière de (plus grand entier inférieur ou égal à ) : ce sont les approximations décimales de à près, des rationnels vérifiant , avec et . Par croissance de , on a , c'est-à-dire . 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.

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