Ivan Shishkin, Birch Grove

Fonction périodique

Definition / Real analysis / Usable

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Une fonction f:R→Rf: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} est périodique s’il existe un réel T≠0T \neq0 tel que pour tout x∈Rx \in \mathbb{R},

(1)(1)                                                                              f(x)=f(x+T)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~f(x) = f(x+T).

Par exemple, les fonctions trigonométriques sin\mathrm{sin}, cos\mathrm{cos}, tan\mathrm{tan} sont périodiques pour T=2πT = 2\pi. Les fonctions constantes sont aussi périodiques puisque n’importe quel réel non nul TT satisfait l’équation qui définit la périodicité.

Attention\mathbf{Attention} ! Cette définition est subtile. Les fonctions périodiques usuelles sont dotées d’une peˊriode principale\textbf{période principale}, c’est-à-dire d’un plus petit réel T>0T >0 qui satisfait (1)(1). Par exemple, la fonction tan⁡\tan possède π\pi pour période principale tandis que 2π2\pi est la période principale de cos⁡\cos et sin⁡\sin.
Une fonction périodique n’a pas nécessairement de période principale, par exemple la fonction 1Q\mathbf{1}_{\mathbb{Q}} satisfait (1)(1) pour tout rationnel non nul TT, et il n’existe pas de « plus petit rationnel strictement positif », donc pas de période principale.