Université d’Orléans — Département de Mathématiques Licence 1 – Semestre 1
Par l’absurde, supposons que sup(A) <inf(B) et posons ǫ=inf(B) −sup(A). Puisque inf(B) est un minorant de B et sup(A)
majorant de A, on a ∀x∈A, xÉsup(A) et ∀y∈B, yÊinf(B).
Donc x−yÊinf(B) −sup(A) >ǫ, cela contredit l’hypothèse de départ. Donc sup(A) =inf(B)
• Exemple (simple) de parties adjacentes : A =]−∞;1[et B =[1;3[
Exercice 6.
1. La fonction fest minorée sur A donc elle y admet une borne inférieure. En particulier ∀x∈A, f(x)Êinf
Af. On obtient
alors ∀x∈A, g(x)Êf(x)Êinf
Af. Le réel inf
Afest donc un minorant pour la fonction gsur A. Celle-ci admet donc une
borne inférieure qui est le plus grand des minorants. Ainsi inf
AgÊinf
Af.
2. La fonction fest majorée sur A donc elle y admet une borne supérieure. En particulier ∀x∈A, f(x)Ésup
A
f. On trouve
∀x∈A, −f(x)Ê−sup
A
f. La fonction −fest donc minorée sur A. Celle-ci admet donc une borne inférieure qui est le plus
grand des minorants. Ainsi inf
A(−f)Ê−sup
A
f. Nous avons ∀x∈A, −f(x)Êinf
A(−f) ce qui donne ∀x∈A, f(x)É −inf
A(−f).
On en conclut que −inf
A(−f) est un majorant de fet donc sup
A
fÉ−inf
A(−f) ou encore −sup
A
fÊinf
A(−f). Les deux inégali-
tés obtenues permettent de conclure que inf
A(−f)=−sup
A
f.
3. Comme ici fet gsont majorées sur A, on a ∀x∈A, f(x)Ésup
A
fet g(x)Ésup
A
g. On trouve alors ∀x∈A, f(x)+g(x)Ésup
A
f+sup
A
g.
On trouve ainsi que la fonction f+gest majorée et admet une borne supérieure. Comme sup
A
f+sup
A
gest un majorant
on conclut que sup
A
(f+g)Ésup
A
f+sup
A
g.
Attention - Ici l’inégalité est généralement stricte. Exemple : f=cos, g=−cos et A =R.
4. Ici ∀x∈A, f(x)Ésup
A
f. Comme λ>0 on a ∀x∈A, λf(x)Éλsup
A
f. On conclut que la fonction λfest majorée et admet
une borne supérieure. Comme λsup
A
fest un majorant, on conclut que sup
A
(λf)Éλsup
A
f. On procède de même avec λf.
On a ∀x∈A, λf(x)Ésup
A
(λf). Comme λ>0 on a ∀x∈A, f(x)É1
λsup
A
(λf). On conclut que 1
λsup
A
(λf) est un majorant
de f, d’où sup
A
fÉ1
λsup
A
(λf) ou encore λsup
A
fÉsup
A
(λf) car λ>0. Les deux inégalités obtenues permettent de conclure
queλsup
A
f=sup
A
(λf).
Exercice 7.Graphe de x7→E(x)
1
2
3
4
12345
Graphe de x7→ x
E(x)
1
2
12345
Graphe de x7→x−E(x)
-1
-2
12345
Exercice 8.
|x−a|< ǫ⇔−ǫ<x−a<ǫ⇔a−ǫ<x<a+ǫ⇔x∈]a−ǫ,a+ǫ[
Exercice 9. ∀ǫ>0, x∈]a−ǫ,a+ǫ[⇔|x−a|<ǫ
Si ∀ǫ>0,|x−a|<ǫ. Soit n∈N∗,1
n>0 donc ∀n∈N∗,|x−a|< 1
n. Or lim
n→+∞
1
n=0 donc par passage à la limite de l’inégalité, on
obtient |x−a|É0. Or |x−a| Ê0 donc |x−a| =0 donc x=a. La réciproque est triviale.
Exercice 10.
•|x+4|É 3
2⇔−3
2Éx+4É3
2⇔−11
2ÉxÉ−5
2Donc A =·−11
2;−5
2¸
•|3−x|Ê 3
2⇔3−xÊ3
2ou 3 −xÉ3
2⇔xÉ3
2ou xÊ9
2⇔x∈¸−∞;3
2¸∪·9
2;+∞·Donc B =¸−∞;3
2¸∪·9
2;+∞·
•|2x+1|É 5
2⇔−5
2É2x+1É5
2⇔−7
2É2xÉ3
2⇔−7
4É2xÉ3
4Donc C =·−7
4;3
4¸
2