On va proposer trois démonstrations possibles de l’exercice classique suivant : soit une application de classe de dans lui-même, telle que pour tout réel, où . Alors définie par est un difféomorphisme de classe de sur lui-même.
1
Remarquer que est injective et Isom() pour tout .
Reste à établir la surjection.
2
1ère méthode : Montrer que est propre ( quand ) et que si , la fonction est différentiable et atteint sa borne inférieure en un point annulant ; conclure.
3
2ème méthode : Montrer que est à la fois ouverte et fermée. Conclure.
4
3ème méthode : Si , appliquer le théorème du point fixe à l’application ; conclure.