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Continuité et théorème des valeurs intermédiaires

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  1. 1

    Justifie que la fonction exponentielle x ↦ eˣ est continue sur ℝ, et que la fonction logarithme népérien x ↦ ln(x) est continue sur ]0 ; +∞[]0 \,;\, +\infty [.

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    Ces deux fonctions font partie des fonctions de référence dont le cours donne la continuité.
    • La fonction exponentielle est dérivable sur ℝ (sa dérivée est elle-même), donc elle est continue sur ℝ.
    • La fonction logarithme népérien est dérivable sur ]0 ; +∞[]0 \,;\, +\infty [ (sa dérivée est 1x\frac{1}{x}), donc elle est continue sur ]0 ; +∞[]0 \,;\, +\infty [.
    Rappel : « dérivable » entraîne toujours « continue ».

  2. 2

    Sur quel ensemble la fonction h définie par h(x)=1(x−4)h(x) = \frac{1}{(x - 4)} est-elle continue ?

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    h est une fonction quotient : le numérateur 1 et le dénominateur x−4x - 4 sont des polynômes, donc continus sur ℝ.
    Un quotient de fonctions continues est continu partout où le dénominateur ne s'annule pas.
    On cherche donc où x−4=0x - 4 = 0, c'est-à-dire x=4x = 4.
    La fonction h est donc continue sur ]−∞ ; 4[]-\infty \,;\, 4[ et sur ]4 ; +∞[]4 \,;\, +\infty [ (mais elle n'est pas définie en 4).

  3. 3

    Justifie que la fonction g définie par g(x)=x+xg(x) = \sqrt{x} + x est continue sur [0 ; +∞[[0 \,;\, +\infty [.

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  4. 4

    La fonction f définie par f(x)=3x2−5x+2f(x) = 3x^{2} - 5x + 2 est-elle continue sur ℝ ? Justifie ta réponse.

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  5. 5

    Réponds à ces deux questions de cours.
    a) Toute fonction dérivable sur un intervalle est-elle continue sur cet intervalle ?
    b) La réciproque est-elle vraie ? Donne un exemple pour justifier.

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  6. 6

    La fonction partie entière x ↦ ⌊x⌋ est-elle continue en 3 ? (On rappelle que ⌊2,9⌋ =2= 2 et ⌊3⌋ =3= 3.)

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  7. 7

    On considère la fonction f(x)=∣x∣f(x) = |x| (valeur absolue).
    a) Est-elle continue en 0 ?
    b) Est-elle dérivable en 0 ? Justifie chaque réponse.

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  8. 8

    Une fonction f est continue et strictement croissante sur [0 ; 2][0 \,;\, 2], avec f(0)=1f(0) = 1 et f(2)=9f(2) = 9. Combien de solutions l'équation f(x)=5f(x) = 5 admet-elle sur [0 ; 2][0 \,;\, 2] ? Justifie.

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  9. 9

    Une fonction f est continue sur l'intervalle [1 ; 5][1 \,;\, 5]. On sait que f(1)=−3f(1) = -3 et f(5)=7f(5) = 7. Montre que l'équation f(x)=0f(x) = 0 admet au moins une solution dans [1 ; 5][1 \,;\, 5].

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  10. 10

    Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x)=x3+x−1f(x) = x^{3} + x - 1.
    a) Calcule f(0) et f(1).
    b) Déduis-en que l'équation f(x)=0f(x) = 0 admet au moins une solution dans [0 ; 1][0 \,;\, 1].

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