– Si m > n alors xm−ntend vers 0, donc f(x)tend vers 0.
– Si m=nalors xm−net f(x)vers 1.
– Si m < n alors xm−n=1
xn−m=1
xkavec k=n−mun exposant positif. Si kest pair alors
les limites à droite et à gauche de 1
xksont +∞. Pour kimpair la limite à droite vaut +∞
et la limite à gauche vaut −∞. Conclusion pour k=n−m > 0pair, la limite de fen 0
vaut +∞et pour k=n−m > 0impair fn’a pas de limite en 0car les limites à droite et
à gauche ne sont pas égales.
Exercice 0.2. 1- Soit f:R→Rcontinue en 0telle que ∀x∈Rf(x) = f(2x). Montrer que f
est constante.
2- Les fonctions suivantes sont-elles prolongeables par continuité sur R?
af(x) = sin xsin( 1
x);
bf(x) = 1
xln ex+e−x
2;
cf(x) = 1
1−x−2
1−x2.
Indication pour l’exercice 0.2
1- Pour xfixé étudier la suite f(1
2nx).
2- Oui pour les deux premières en posant f(0) = 0, non pour la troisième.
Correction de l’exercice 0.2
Soit x∈R, comme f(y) = f(2y)en prenant y=x/2nous obtenons f(1
2x) = f(x). Puis en
prenant y=1
4x, nous obtenons f(1
4x) = f(1
2x) = f(x). Par une récurrence facile nous avons
∀n∈Nf(1
2nx) = f(x).
Notons (un)la suite définie par un=1
2nxalors un→0quand n→+∞. Par la continuité de f
en 0nous savons alors que : f(un)→f(0) quand n→+∞. Mais f(un) = f(1
2nx) = f(x), donc
(f(un))nest une suite constante égale à f(x), et donc la limite de cette suite est f(x)! Donc
f(x) = f(0). Comme ce raisonnement est valable pour tout x∈Rnous venons de montrer que
fest une fonction constante.
aLa fonction en définie sur R∗. Et elle est continue sur R∗. Il faut déterminer un éventuel
prolongement par continuité en x= 0, c’est-à-dire savoir si fa une limite en 0.
|f(x)|=|sin x||sin 1/x| ≤ |sin x|.
Donc fa une limite en 0qui vaut 0. Donc en posant f(0) = 0, nous obtenons une fonction
f:R−→ Rqui est continue.
bLa fonction fest définie et continue sur R∗. Étudions la situation en 0.fest la taux d’ac-
croissement en 0de la fonction g(x) = ln ex+e−x
2. Donc si les objets suivants existent : la
limite de fen 0est égale à la valeur de g0en 0. Calculons g0sur R∗:
g0(x) = ln ex+e−x
20=
ex−e−x
2
ex+e−x
2
=ex−e−x
ex+e−x.
2