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Fin du chapitrePasser le QCM du chapitreLeçon 6S1 · S3 · S1A
Compléments pour les séries S1, S3 et S1A
Le cours écrit
6.1 Fonctions monotones bornées
Théorème (admis). Soit croissante sur un intervalle , où est réel ou .
- Si est majorée, alors a une limite finie en (à gauche si est réel), et cette limite est inférieure ou égale à tout majorant.
- Si n'est pas majorée, .
On a les mêmes énoncés pour une fonction décroissante minorée. C'est l'analogue, pour les fonctions, du théorème sur les suites croissantes majorées.
6.2 Limite d'une composée : le cas général
Théorème (admis). Pour tout triplet de réels : si et , alors La différence avec la leçon 3 : n'a pas besoin d'être continue en , ni même d'y être définie. On l'utilise de la même façon quand , ou est infini.
Exemple 15. Calculer .
On écrit . On pose , qui tend vers quand , et , qui tend vers quand (limite admise en Première S1). Donc , et
6.3 Raccordement de fonctions
Une fonction peut être définie par des expressions différentes de part et d'autre d'un point . Elle est continue en si et seulement si la limite à gauche, la limite à droite et sont égales.
Exemple 16. Soit un réel et si , si . Pour quelle valeur de la fonction est-elle continue en ?
- Limite à gauche et valeur : , et .
- Limite à droite : .
est continue en si et seulement si , c'est-à-dire .
6.4 Image d'un segment
Théorème (admis). L'image d'un intervalle fermé borné (un segment) par une fonction continue sur est un segment .
Conséquence : une fonction continue sur un segment est bornée et atteint son minimum et son maximum . Ce n'est plus vrai sur un intervalle ouvert : est continue sur , mais elle n'est pas majorée.
6.5 Démontrer qu'une fonction est une bijection de sur
Deux méthodes :
- Par le théorème de la bijection (leçon 5) : continue, strictement monotone sur , et .
- Par la définition : on montre que, pour tout , l'équation a une unique solution dans . C'est la méthode de l'exemple 13, qui donne en plus l'expression de .
6.6 Fonctions définies par une équation fonctionnelle
On connaît parfois une fonction non par sa formule, mais par une propriété qu'elle vérifie. La continuité et le théorème des valeurs intermédiaires permettent alors de la déterminer.
Exemple 17. Déterminer les fonctions continues sur telles que, pour tout réel , .
Pour tout , ou . Supposons que prenne les deux valeurs, en et en . Comme est continue, le théorème des valeurs intermédiaires dit qu'elle prend la valeur entre et . Or : c'est impossible.
Donc ne prend qu'une seule valeur. Les solutions sont les deux fonctions constantes et .
Idée à retenir. Une fonction continue sur un intervalle qui ne s'annule jamais garde un signe constant.
Exercices 11 et 12
- Exercice 11 : composées et raccordement
- Exercice 12 : équation fonctionnelle et fonction monotone bornée
Corrigés
Cherche d'abord les exercices sur ta feuille, puis compare avec le corrigé détaillé.