et v(f)est paire. En résumé, si fest paire (resp. impaire) alors u(f)et v(f)sont paires (resp. impaires).
Réciproquement, si u(f)est paire (resp. impaire), alors f=v(u(f)) est paire (resp. impaire) et si v(f)est paire (resp.
impaire), alors f=u(v(f)) est paire (resp. impaire).
D. Etude des valeurs et vecteurs propres de uet v
15) Soit λ∈R∗une valeur propre de v. Soit fun vecteur propre associé. Alors f=u(v(f)) = λu(f)puis u(f) = 1
λfde
sorte que 1
λest valeur propre de uet fest un vecteur propre de uassocié à la valeur propre 1
λ. En résumé, si λest valeur
propre de v, alors 1
λest valeur propre de uet Eλ(v)⊂E1
λ(u).
En échangeant les rôles de uet v, on a aussi : µ=1
λest valeur propre de u, alors 1
µ=λest valeur propre de v
et E1
λ(u)⊂Eλ(v). Finalement, λest valeur propre de vsi et seulement si 1
λest valeur propre de uet dans ce cas,
Eλ(v) = E1
λ(u).
16) Soit f∈ D. Il existe α∈]0, a]puis (an)n∈Ntels que pour tout x∈] − α, α[,f(x) =
+∞
X
n=0
anxn. Soit x∈] − α, α[. Pour
t∈h0, π
2i, posons fn(t) = anxnsinntde sorte que u(f)(x) = Zπ
2
0 +∞
X
n=0
fn(t)!dt.
•Chaque fonction fnest continue par morceaux sur l’intervalle h0, π
2i.
•Pour tout t∈h0, π
2,|fn(t)|6|an| |x|nqui est le terme général d’une série numérique convergente (car Xanxn
converge absolument sur ] − α, α[). Donc la série de fonctions de terme général fn,n∈N, converge normalement et
en particulier uniformément sur le segment h0, π
2i.
On sait alors que l’on peut intégrer terme à terme. Pour x∈] − α, α[, on obtient
u(f)(x) =
+∞
X
n=0
anWnxn.
Donc, u(f)∈D. Ceci montre que Dest stable par u.
Si fest dans D, alors f′est dans Dpuis u(f′)est dans Dpuis v(f) : x7→f(0) + πx
2u(f′)(x)est dans D. Donc, Dest
stable par v.
17) Pour f∈ E et n∈N, la fonction f(n)est continue sur le segment Iet donc mnexiste dans R.
Soit λ(∈R∗)une valeur propre de upuis fun vecteur propre associé. Pour n∈Net x∈I,
|λ|f(n)(x)=(λf)(n)(x)=u(f)(n)(x)=2
πZπ
2
0
sinntf(n)(xsin t)dt
62
πZπ
2
0
|sinnt|f(n)(xsin t)dt 62
πmnZπ
2
0
sinnt dt
=2mnWn
π.
En particulier, pour tout n∈N,|λ|mn62mnWn
π. Supposons par l’absurde que pour tout n∈N,mn> 0, alors pour
tout n∈N,|λ|62Wn
π. Quand ntend vers +∞, on obtient λ=0ce qui n’est pas. Donc, il existe n∈Ntel que mn=0
ou encore f(n)=0. Ceci montre que fest nécessairement dans P.
18) Soit λ∈R∗. Soit n∈Npuis P:
n
X
k=0
akXk,an6=0, une fonction polynomiale non nulle de degré n. D’après la
question 3,
http ://www.maths-france.fr 5 c
Jean-Louis Rouget, 2017. Tous droits réservés.