
Chapitre 1
Rappels et Motivations
1.1 Rappel sur les fonctions de plusieurs variables
1.1.1 Limites et continuité
Dans tout le cours, Eet Fdésignent deux espaces vectoriels normés de dimensions finies. On notera
→.→leurs normes, ou →.→Eet →.→Fsi on a besoin de les distinguer. Les normes permettent de définir les
notions d’ouverts, de voisinages, de limite et de continuité pour les fonctions de Evers F.
—U↑Eest un ouvert si, pour tout x↓U,ilexister>0tel que B(x, r)↑U.
—V↑Eest un voisinage de a↓Es’il existe un ouvert U↑Etel que a↓U↑V.
Dans ces énoncés, B(x, r)={y↓E|→x↔y→<r}désigne la boule ouverte de centre xet de rayon r. Par
ailleurs, il est facile de voir que la notion de voisinage s’exprime de façon équivalente à l’aide des boules :
V↑Eest un voisinage de a↓Es’il existe r>0tel que B(a, r)↑V.
Si f:U↗Fest une fonction définie sur un ouvert U↑E, pour a↓Uet b↓Fon a
—lim
x→af(x)=bsi
↘ω>0≃ε>0↘x↓U→x↔a→E<ε⇐→f(x)↔b→F<ω
— la fonction fest continue en asi lim
x→af(x)=f(a).
— la fonction fest continue sur Usi elle est continue en tout point a↓U.
À priori, ces définition dépendent des normes choisies sur Eet F, mais deux normes équivalentes sur
Eet/ou sur Fdonneront les mêmes notions d’ouverts, de voisinages, de convergence et de continuité. De
plus, sur un espace vectoriel de dimension finie toutes les normes sont équivalentes, donc les définitions
ci-dessus ne dépendent pas des normes →.→Eet →.→Fchoisies.
Comme Eet Fsont de dimensions finies, les applications linéaires de Evers Fsont continues. On a
même mieux : pour L↓L(E,F), la norme triple |||L||| est bien définie par
|||L||| =sup→L.x→F
→x→Ex↓E\{0},
et vérifie
→L.x ↔L.y→F=→L.(x↔y)→⇒|||L|||→x↔y→E
Donc Lest |||L|||-lipschitzienne.
Par ailleurs, si F=Rpalors pour tout x↓Uon a f(x)=f1(x),...,f
p(x)et se donner une fonction
à valeur dans Rp, c’est se donner pfonctions à valeurs réelles. De plus, pour a↓Uet b=(b1,...,b
p)↓Rp
on a
lim
x→af(x)=b⇑⇐ ↘i↓[[ 1 ,p]] l i m
x→afi(x)=bi
La preuve est très simples et se fait par exemple en utilisant la norme →.→1sur Rp.Onendéduitquef
est continue en asi et seulement si les pfonctions fisont continues en a.
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