1 Continuit´e
Exercice 1 (+) (limites, prolongement par continuit´e)
1. La fonction uest continue sur ] −1,1[, en tant que quotient de fonctions continues dont le
d´enominateur ne s’annule pas.
On remarque qu’il est inutile de chercher si uest continue en dehors de cet intervalle, puisqu’elle
n’est d´efinie que sur ]−1,1[ ! (il faut lire l’´enonc´e).
2. M´ethode : pour savoir si uadmet un prolongement par continuit´e en 1, il faut d´eterminer si u
a une limite finie en 1(ici, en 1−).
On a : lim
x→1−u(x) = +∞donc un’est pas prolongeable par continuit´e en 1.
. M´ethode :
Pour la limite en −1, on a une forme ind´etermin´ee car les deux polynˆomes s’annulent en −1.
On les factorise alors par (x+ 1) puis on simplifie.
lim
x→−1+u(x) = lim
x→−1+
(x+ 1)x(x−4)
(x+ 1)(x−1) = lim
x→−1+
x(x−4)
(x−1) =5
2.
Donc uest prolongeable par continuit´e en −1, il faut poser u(−1) = 5
2.
Exercice 2 (+) (th´eor`eme de la bijection)
M´ethode : Pour justifier l’existence de l’application r´eciproque il faut utiliser le th´eor`eme de la bijec-
tion. Il faut donc prouver que fest continue et strictement monotone sur [0,1].
fest d´erivable sur [0,1] et : ∀x∈[0,1], f0(x) = 4x3−4x= 4x(x2−1) <0 donc fest strictement
d´ecroissante sur [0,1].
M´ethode : Pour connaitre facilement le signe de f0(x)il suffisait de FACTORISER.
De plus f(0) = 0 et f(1) = −1 et fest continue sur [0,1].
D’apr`es le th´eor`eme de la bijection, fr´ealise une bijection de [0,1] sur f([0,1]).
Pour d´eterminer f([0,1]), puisque fest continue et d´ecroissante, on a :
f([0,1]) = [f(1), f(0)] = [−1,0].
Ainsi fadmet une bijection r´eciproque f−1: [−1,0] →[0,1].
De plus la fonction f−1est continue et strictement d´ecroissante sur [−1,0].
Exercice 3 (++) (Th´eor`eme des Valeurs Interm´ediaires)
Rappel : [0,1] stable par f⇔f([0,1]) ⊂[0,1] ⇔ ∀x∈[0,1], f(x)∈[0,1].
M´ethode :
1. On a une fonction continue, une ´equation qui doit avoir au moins une solution..., ¸ca sent le TVI...
2. Au lieu de lire ” f(c) = √c, il faut lire ”f(c)−√c= 0”.
On pose donc g(x) = f(x)−√x. Alors g(0) = f(0) ≥0 et g(1) = f(1) −1≤0, de plus gest continue
donc, d’apr`es le TVI, il existe c∈]0,1[ tel que g(c) = 0. On a alors f(c) = √c.
Remarque : Chaque fois que l’on utilise un th´eor`eme (ici, le TVI), on donne son nom et on en v´erifie
toutes les hypoth`eses.
2