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:I→R∗et g:I→R∗deux fonctions continues telles que : ∀x∈I, |f(x)|=|g(x)|.
Montrer que f=gou f=−g.
18 FSoit f:R→Rcontinue 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 f◦f= 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 ∀p∈N∗,∃αp∈[0,1], fαp+1
p=f(αp).
24 FFF Soit f∈ C(R). On suppose que tout y∈Radmet 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:R→Runiform´ement continue, montrer qu’il existe (A, B)∈R2tels que ∀x∈R,|f(x)| ≤ A|x|+B.
28 FFF Soit a∈R. On consid`ere f∈ C([a, +∞[) telle que lim
x→+∞f(x) = l∈R. 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 a∈Ret (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