la continuité d'une fonction numérique partie 1

belehsen said
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la continuité d'une fonction numérique 2 bac

La continuité d'une fonction


La continuité d'une fonction en un point

Activité 1
On considère la fonction numérique définie par : {f(x)=1x+2six1f(x)=2x+1six<1
  1. Déterminer Df.
  2. Poser la table de variation de f
  3. tracer la courbe de f
Activité 2
On considère la fonction numérique définie par : {f(x)=1xsix1f(x)=2x+1six<1
  1. Déterminer Df.
  2. Poser la table de variation de f
  3. tracer la courbe de f
Définition
soit f une fonction définit sur un intervalle ouvert contenant x0, on dit que f est continue en x0 si : limxx0f(x)=f(x0)
Exemple
soit f la fonction définie sur R par : {f(x)=2x2x+1x+1:x1f(1)=1 Calculons la limite de f en x0=1 et comparons la avec l'image de x0=1 par f, on a limx1f(x)=limx12x2x+1x+1 donc limx1f(x)=limx1(2x+1)(x+1)x+1 par suite limx1f(x)=limx12x+1 finalement limx1f(x)=3 or f(1)=1, donc limx1f(x)f(1) donc f n'est pas continue en x0=1
Exemple
soit g la fonction définie sur R par : {g(x)=x+tan(2x)sin(3x):x0g(0)=1 Calculons la limite de g en x0=0 et comparons la avec l'image de x0=0 par g, on a limx0g(x)=limx0x+tan(2x)sin(3x) donc limx0g(x)=limx0x+2xtan(2x)2x3xsin(3x)3x par suite limx0g(x)=limx01+2tan(2x)2x3sin(3x)3x finalement limx0g(x)=33=1 or g(0)=1 donc limx0g(x)=g(0) donc g est continue en x0=0
Remarque
dans le cas de la fonction g on a utiliser les limites remarquables: limX0sin(X)X=1;limX0tan(X)X=1

L'interprétation géométrique d'une fonction continue

soit f une fonction numérique définie en x0 , on a les cas suivants:
  • si f est continue en x0, alors son allure est sous forme:
  • $f$ est continue en $x_0=1$
      fonction_continue
  •   si f n'est pas continue en x0, alors son allure est sous forme:
  • $f$ n'est pas continue en $x_0=1$
      fonction non continue
la fonction valeur absolue est continue en $x_0=0$
la fonction valeur absolue est continue en x0=0
la fonction $g$ est continue
x|x2+4| est continue en x0=2 et en x0=2

Remarque
Finalement : Une fonction est dite continue lorsque le tracé de sa courbe représentative se fait sans lever le crayon.
Exercice
Soit f la fonction définie sur R par : {f(x)=3x2x+5:x>4f(x)=(x+k)2:x4 déterminer la valeur de k pour que f soit continue en x0=4
Exercice
Soit f la fonction définie sur R par : {f(x)=x2+x+22x1:x1f(1)=3/4: déterminer la valeur de k pour que f soit continue en x0=1

La continuité à gauche et à droite

Activité 1
On considère f la fonction définie sur R par : {f(x)=1x2:x<0f(x)=sin(x)x:x>0f(0)=1
  1. calculer la limite à gauche et la limite à droite de f en x0=0
  2. que remarquez vous ?

Définition
soit f une fonction définit sur un intervalle ouvert contenant x0, on dit que f est continue à droite en x0 si : limxx0+f(x)=f(x0) soit f une fonction définit sur un intervalle ouvert contenant x0, on dit que f est continue à gauche en x0 si : limxx0f(x)=f(x0) soit f une fonction définit sur un intervalle ouvert contenant x0, alors: f est continue en x0 si et seulement si f est continue à droite et à gauche en x0.
Exercice
On considère f la fonction définie sur R par : {f(x)=xx+1+1:x<0f(x)=x21x+3:x>0f(0)=1 étudier la continuité de f en x0=0
Correction
étudions la continuité de f en x0=0 On a f(0)=00+1=0 d'un autre coté , limx0+f(x)=limx0+x21x+3 donc limx0+f(x)=13 d'autre part , limx0f(x)=limx0=xx+1+1 donc limx0f(x)=0+1 finalement limx0f(x)=f(0) et limx0+f(x)f(0) alors f est continue à gauche mais non à droite de 0

Prolongement par continuité d'une fonction

Définition
soit f une fonction non définit en x0, mais elle admet une limite finis lR, la fonction g définit par: {g(x)=f(x):xx0g(x0)=l est continue en x0. cette fonction est dite Prolongement par continuité de f.
Exercice
On considère f la fonction définie sur R{0;1;1/2} par : f(x)=3x2x2x(x1)(12x)
  1. calculer les limites de f aux bord de Df.
  2. f admet-elle un prolongement par continuité en 0, en 1 et 1/2.

Continuité et opérations sur les fonctions

Proposition
Soient f et g deux fonctions numériques continues en x0 et αR, on a :
  • Les fonctions f+g, f×g et αf sont continues en x0.
  • Si g(x0)0 alors la fonction fg est continue en en x0.
  • Les fonctions fn,nN et |f| sont continues en x0.

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