Correction DM n°7 : fonctions, limites, asymptotes et plus si affinité
TD 2 p.125 : Étude des fonctions homographiques
1. Généralités
(a) Si c= 0, on a f(x) = ax +b
d=a
dx+b
d, on reconnaît une fonction affine.
(b) Supposons ad −bc = 0.
•Si d= 0, alors comme par hypothèse c6= 0, nécessairement b= 0, et f(x) = ax
cx . On peut alors bien dire que
f(x) = a
cpour tout x6=−d
c= 0.
•Si d6= 0,ad −bc = 0 peut s’écrire a
c=b
d, et en appelant λcette valeur commune, on a a=λc, et b=λd.
On a donc :
f(x) = ax +b
cx +d=λcx +λd
cx +d=λcx +d
cx +d
ce qui permet encore de conclure que f(x) = λ=a
cpour tout x6=−d
c.
Dans la suite, ces deux hypothèses sont donc exclues.
2. Étude de quelques fonctions harmoniques
(a) i. Soit d’abord f(x) = 3x−4
2x−4. Cette fonction est définie, et dérivable, sur R\ {2}. Sa dérivée est :
f0(x) = 3 (2x−4) −2 (3x−4)
(2x−4)2=−4
(2x−4)2
Calculons les limites aux bornes de l’ensemble de définition :
lim
x→+∞f(x) = lim
x→+∞
3x−4
2x−4= lim
x→+∞
3x
2x= lim
x→+∞
3
2=3
2
et de même lim
x→−∞ f(x) = 3
2. On en déduit que la droite horizontale d’équation y=3
2est asymptote à la
courbe Cf.
D’autre part,
lim
x→2+3x−4 = 2
lim
x→2+2x−4 = 0+)lim
x→2+
3x−4
2x−4= +∞
et de même lim
x→2−
3x−4
2x−4=−∞. Ainsi la droite verticale d’équation x= 2 est asymptote à la courbe Cf.
On en déduit le tableau de variations de f:
x−∞ 2 +∞
f0(x)− −
f(x)
3/2
−∞
+∞3/2
La courbe représentative de cette fonction est présentée à la figure 1.
ii. L’énoncé souhaite nous faire calculer 1
2(f(2 + h) + f(2 −h)), mais il est plus simple d’effectuer directement
le changement de repère qui sera de toute façon demandé dans la question suivante.
Notons donc (X, Y )les coordonnées du point Mdans le repère (I, ı , ), et (x, y)ses coordonnées dans le
repère (O;ı , ). On a :
OM =OI +IM ⇐⇒ x ı +y = 2 ı+3
2+X ı +Y ⇐⇒ x= 2 + X
y=3
2+Y
Utilisons ces formules de changement de repère pour obtenir l’équation de la courbe Cfdans le nouveau
repère :
Y+3
2=y=f(x) = f(2 + X) = 3 (2 + X)−4
2 (2 + X)−4=3X+ 2
2X=3
2+1
X
d’où Y=1
X=e
f(X). La fonction e
fest impaire, donc I, centre du nouveau repère, est centre de symétrie de
la courbe Cf.