MPSI2 Limites et continuit´e d’une fonction num´erique 2014-2015
Limites et continuit´e
1On consid`ere la fonction d´efinie sur R\ {−1,1}par f(x) = 1
1x2
1x2. Cette fonction peut-elle ˆetre prolong´ee
par continuit´e en 1 et 1 ?
2Soit T > 0 et f∈ F(R,R) une fonction p´eriodique non constante, montrer que fne poss`ede pas de limite dans R.
3FSoit f:x7→ xx
E(x)E(x)d´efinie sur [1,+[. `
A l’aide de deux suites divergeant vers +, montrer que fne poss`ede
pas de limite en +.
4FSoit (a, b)R
+. D´eterminer les limites en 0+de f(x) = x
aEb
xet g(x) = b
xEx
a.
5FD´eterminer les limites suivantes lorsque celles-ci existent :
a) lim
x4
x2
x25x+ 4 b) lim
x+px2+xxc) lim
x1
ln(x)
x1d) lim
x0xln(x)
e) lim
x0xxf) lim
x0
1 + x1x
xg) lim
x0
3
1 + x3
1x
xh) lim
x0
1cos(x)
x2
i) lim
x0+xE(1
x) j) lim
x+exE(1
x) k) lim
x+
E(x)
xl) lim
x+sin(ln(x))
m) lim
x+
x3+x2+ 5
5x3x2+ 2 n) lim
x0
tan(5x)
sin(x)o) lim
x+
e3x+ 2x+ 7
ex+exp) lim
x0
x2+ 1
sin2(x)
q) lim
x0
sin(x)sin(5x)
sin(x) + sin(5x)r) lim
x0
tan(x)sin(x)
x3s) lim
x0+
sin( 1
x)
e1
x+ 1 t) lim
x+exsin(x)
u) lim
x+
x+ arctan(x)
xv) lim
x1+ln(x) ln(ln(x)) w) lim
x1x+E(x) x) lim
x0
sin(xln(x))
x
y) lim
x+1 + 1
xx
z) lim
x1
1x
arccos x
6FEtudier la continuit´e en tout point des applications :
a) f:x7→ xE(x)(xE(x))2b) g:x7→ (1)E(x)xE(x)1
2
c) h:x7→ E(x) + pxE(x) d) i:x7→ x2E1
xsur R
+
7FSoit f:RRcontinue en 0 et en 1 telle que xR, f(x2) = f(x). Montrer que fest constante.
8FF Etudier la continuit´e de f:x7→ sup
nN
xn
n!d´efinie sur R+.
9FF On note El’ensemble des fonctions continues f:RRv´erifiant :
(x, y)R2, fx+y
2=f(x) + f(y)
2.
a) Soit D=np
2n, p Zet nNo. Montrer que Dest dense dans R.
b) Soit fE. On suppose f(0) = f(1) = 0. Montrer que fest la fonction nulle.
c) Montrer que Eest l’ensemble des fonctions affines sur R.
10 FFF D´eterminer les fonctions fcontinues sur Rtelles que xR, f(2x+ 1) = f(x).
11 FFF Trouver une bijection de [0,1] dans lui-mˆeme qui soit discontinue en tout point.
Th´eor`emes g´en´eraux sur la continuit´e
12 Soit f∈ C(R) telle que lim
x→−∞ f(x) = lim
x+f(x)=+. Montrer que fa un minimum absolu sur R.
13 Que dire de f∈ C(R) telle que f(R)Z?
14 Soient f∈ F(R,R) born´ee et g∈ C(R). Montrer que gfet fgsont born´ees.
1 Chapitre 12
MPSI2 Limites et continuit´e d’une fonction num´erique 2014-2015
15 Soit f∈ C(R) telle que lim
x→−∞ f(x) = let lim
x+f(x) = l0avec (l, l0)R2. Montrer que fest born´ee sur R.
16 FMontrer que toute fonction p´eriodique et continue sur Rest born´ee.
17 FSoient f:IRet g:IRdeux fonctions continues telles que : xI, |f(x)|=|g(x)|.
Montrer que f=gou f=g.
18 FSoit f:RRcontinue et d´ecroissante, montrer que fadmet un unique point fixe.
19 FMontrer que f(x) = x
1 + |x|est une bijection de Rdans un intervalle que l’on d´eterminera. Trouver sa bijection
r´eciproque.
20 FUn automobiliste parcourt 200 kilom`etres en 2 heures. Montrer qu’il y a un intervalle d’une heure pendant
lequel exactement l’automobiliste a parcouru 100 kilom`etres.
21 FF Soit f: [0,+[[0,+[ continue v´erifiant ff= id. D´eterminer f.
22 FF Soit f∈ C([a, b]) avec f(a)6=f(b) et (u, v)(R
+)2. Montrer qu’il existe c]a, b[ tel que :
uf(a) + vf (b)=(u+v)f(c).
23 FF Soit f∈ C([0,1]) telle que f(0) = f(1). Montrer que pN,αp[0,1], fαp+1
p=f(αp).
24 FFF Soit f∈ C(R). On suppose que tout yRadmet au plus 2 ant´ec´edents par f. Montrer qu’il existe un r´eel
qui admet un unique ant´ec´edent par f.
Continuit´e uniforme
25 D´emontrer l’uniforme continuit´e de :
a) f1: [1,1] R
x7→ arcsin(x)b) f2:R+R
x7→ 3
x
26 FF Montrer que f(x) = sin(x2) n’est pas uniform´ement continue sur R.
27 FFF Soit f:RRuniform´ement continue, montrer qu’il existe (A, B)R2tels que xR,|f(x)| ≤ A|x|+B.
28 FFF Soit aR. On consid`ere f∈ C([a, +[) telle que lim
x+f(x) = lR. Montrer que fest uniform´ement
continue sur [a, +[.
Fonctions lipschitziennes
29 Montrer que la fonction sinus est 1-lipschitzienne.
30 Soit f∈ F(R,R)k-lipschitzienne avec k[0,1[ et f(0) = 0. Soit aRet (un) la suite d´efinie par r´ecurrence par
u0=a
un+1 =f(un). Montrer que lim
n+un= 0.
31 FF Soient (f, g)∈ C([0,1])2. On pose φ:t7→ sup
x[0,1]
(f(x) + tg(x)). Montrer que φest bien d´efinie sur Ret qu’elle y
est lipschitzienne.
2 Chapitre 12
1 / 2 100%
La catégorie de ce document est-elle correcte?
Merci pour votre participation!

Faire une suggestion

Avez-vous trouvé des erreurs dans linterface ou les textes ? Ou savez-vous comment améliorer linterface utilisateur de StudyLib ? Nhésitez pas à envoyer vos suggestions. Cest très important pour nous !