📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Continuité en un point : $f$ est continue en $x_0$ si $\lim_{x \to x_0} f(x) = f(x_0)$.
- Continuité sur un intervalle : $f$ est continue sur $I$ si elle est continue en tout point de $I$.
- Opérations : La somme, le produit et le quotient (si dénominateur non nul) de fonctions continues sont continus.
- TVI : Si $f$ est continue sur $[a, b]$, alors pour tout $k$ compris entre $f(a)$ et $f(b)$, il existe au moins un $c \in [a, b]$ tel que $f(c) = k$.
- Théorème de la bijection : Si $f$ est continue et strictement monotone sur $I$, alors elle réalise une bijection de $I$ vers $f(I)$.
Méthodes à maîtriser
- Calcul de limites : Utiliser les formes indéterminées ($\frac{0}{0}, \frac{\infty}{\infty}, \infty-\infty, 0 \times \infty$) en factorisant ou en utilisant le taux d'accroissement.
- Étude de continuité : Vérifier les limites à gauche et à droite en un point de raccordement.
- Recherche de solutions : Utiliser le TVI pour montrer qu'une équation $f(x)=0$ admet au moins une solution.
Exemples corrigés
- Continuité : Soit $f(x) = \frac{x^2-1}{x-1}$ pour $x \neq 1$ et $f(1)=2$. $\lim_{x \to 1} \frac{(x-1)(x+1)}{x-1} = 2 = f(1)$, donc $f$ est continue en 1.
- TVI : $f(x)=x^3+x-1$. $f(0)=-1$ et $f(1)=1$. Comme $f$ est continue et $f(0) \times f(1) < 0$, il existe $\alpha \in ]0, 1[$ tel que $f(\alpha)=0$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de vérifier la continuité avant d'appliquer le TVI.
- Confondre la limite en $x_0$ et la valeur $f(x_0)$.
- Ne pas préciser que la fonction est strictement monotone avant d'affirmer l'existence d'une bijection.