📘 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.
- Théorème des Valeurs Intermédiaires (TVI) : Si $f$ est continue sur $[a, b]$, alors pour tout $y$ compris entre $f(a)$ et $f(b)$, il existe au moins un $c \in [a, b]$ tel que $f(c) = y$.
- Corollaire du TVI : Si $f$ est continue et strictement monotone sur $[a, b]$, alors l'équation $f(x) = k$ admet une solution unique dans $[a, b]$ pour tout $k \in [f(a), f(b)]$.
Méthodes à maîtriser
- Calcul de limites : Utiliser la factorisation, le conjugué, ou les limites usuelles (polynômes, rationnelles).
- Étude de continuité : Vérifier la limite à gauche, à droite et la valeur de la fonction au point de raccordement.
- Application du TVI : Toujours préciser : "f est continue sur [a, b]" et "f(a) et f(b) sont de signes opposés" pour montrer l'existence d'une racine.
Exemples corrigés
- Continuité : Soit $f(x) = \frac{x^2-4}{x-2}$ pour $x \neq 2$ et $f(2)=4$. $\lim_{x \to 2} f(x) = \lim_{x \to 2} (x+2) = 4 = f(2)$. Donc $f$ est continue en 2.
- TVI : Soit $f(x) = x^3 + x - 1$. $f(0)=-1$ et $f(1)=1$. Comme $f$ est continue et strictement croissante sur $[0, 1]$, l'équation $f(x)=0$ admet une solution unique $\alpha \in ]0, 1[$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de préciser la continuité avant d'utiliser le TVI.
- Confondre la limite en un point avec la valeur de la fonction.
- Ne pas vérifier la stricte monotonie avant d'affirmer l'unicité de la solution.