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Programme de mathématiques MPSI, MP2I · semestre 1

Fonctions d’une variable réelle : limites et continuité, dérivabilité, convexité

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656 exercices
Texte officiel du programme

Dans cette section, on démontre les théorèmes de base relatifs aux fonctions réelles de variable réelle et on développe l’étude des fonctions convexes amorcée en terminale. Dans de nombreuses questions de nature qualitative, on visualise une fonction par son graphe. Il convient de souligner cet aspect géométrique en ayant recours à de nombreuses figures.

Les fonctions sont définies sur un intervalle $I$ de $\mathbb{R}$ non vide et non réduit à un point et, sauf dans les paragraphes A-d) et B-e), sont à valeurs réelles. On dit qu’une propriété portant sur une fonction $f$ définie sur $I$ est vraie au voisinage de $a$ si elle est vraie sur l’intersection de $I$ avec un intervalle ouvert centré en $a$ si $a$ est réel, avec un intervalle $]A, +\infty[$ si $a = +\infty$, avec un intervalle $]-\infty, A[$ si $a = -\infty$.

L’étude des suites récurrentes $u_{n+1} = f(u_n)$ est l’occasion d’introduire la notion de vitesse de convergence. Sur des exemples, on met en évidence divers comportements (convergence lente, géométrique, quadratique) en explicitant le nombre d’itérations nécessaires pour obtenir une précision donnée. On pourra en particulier présenter la méthode de Newton. De même, l’étude de la dérivabilité donne un prétexte pour présenter la notion de discrétisation, à travers la méthode d’Euler.

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 664

Soit \(f\in C({\Rr}^{+},{\Rr})\) admettant une limite finie en \(+\infty\), montr ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 665

Soit \(f\) continue sur \([a,b]\), montrer : ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 666

Soit \((f,g)\in C([0,1],[0,1])^{2},\) tel que : \(fg=gf.\) On veut montrer que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 667

Soit \(f:[0,1]\rightarrow {\Rr}\) continue, telle que \(f(0)=f(1).\) Montrer que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 668

Soit \(f\) continue de \({\Rr}\) dans \({\Rr}\), ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 669

Soit \(f : [a,b] \to \R\) une fonction continue. On veut démontrer que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 670

Soit \(f : \R\setminus\{1/3\}\rightarrow \R\) telle que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 671

Soit \(f\) la fonction réelle à valeurs réelles définie par ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 672

Etudier la continuité de \(f\) la fonction réelle à valeurs réelles définie par ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 673

Soit la fonction réelle définie par \(f(x)=1\) si \(x\in\Q\) et ...

L3 Analyse complexe Autre

exo7 6739

Soit \(f\) une fonction continue du quart de plan \(\{x+iy;\ x,y\geq0\}\) dans ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 674

On admet que pour tout \(x\in \mathbb{R} , \vert \sin x \vert \leq \vert x\vert .\)

L3 Analyse complexe Autre

exo7 6740

Soit \(w=|w|e^{i\theta}\) un nombre complexe.

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 675

Etudier la continuité sur \(\mathbb{R}\) des fonctions suivantes :

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 676

Montrer que l’application \(f : \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\) définie par ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 677

Les fonctions suivantes sont-elles prolongeables par continuité sur \(\R\) ? ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 678

Étudier la continuité sur \(\Rr\) des fonctions suivantes :

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 679

Etudier la continuité de

L3 Topologie Théorème du point fixe

exo7 6790

Soit \(I\subset \Rr\) un intervalle fermé borné et soit \(f: I \to I\) une applic ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 680

Soit \(f : \Rr \rightarrow \Rr\) continue en \(0\) telle que pour chaque ...

L3 Géométrie différentielle Champ de vecteurs

exo7 6803

Pour la sphère \(S^2\) on considère la carte ...

L3 Topologie Théorème du point fixe

exo7 6805

Soit \(f:\Rr^2 \to \Rr^2\) définie par \(f(x,y) = (x^2-y, x^2 + y^2)\). On défini ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 681

La fonction \(\dfrac 1x\) est-elle lipschitzienne sur \(]0, + \infty[\) ? sur ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 682

Soit \(f : [0,1]\longrightarrow \R\) définie par \(f(0)=0\), ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 683

Étudier la continuité des fonctions suivantes :

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles

exo7 6832

Soit \(U\) un ouvert de \(\Rr^n\) et ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 685

Soit \(f\) définie par \(f(x)=E(x)+\sqrt{x-E(x)},\) où ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 687

Montrer que l’équation \(x^7-3\,x^2+4\,x-1=0\) admet au moins une solution dans l’intervalle ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 688

Soient \(n \in \N^*\) et \(d \in \R^+\). Démontrer en utilisant le théorème des v ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 691

Soit la fonction \(f:\lbrack -1,+\infty\lbrack\to\R\), définie par ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 695

On dit qu’un ensemble \(A\) de fonctions définies sur un intervalle \(I=[a,b]\) d ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 696

On dit qu’une suite \((f_{n})_{n\in \Nn}\) de fonctions définies sur \(I=[a,b]\) ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 697

\(f:[a,b]\rightarrow {\Rr}\) est à variation bornée si et seulement si : ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 6973

Montrer que pour tout \(x>0\), on a ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 6975

Simplifier l’expression \(\displaystyle\frac{2\ch^2(x)-\sh(2x)}{x-\ln(\ch x)-\ln 2}\) et donner ses limites en ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 698

Étudier la dérivabilité des fonctions suivantes : ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 6981

Représenter les courbes d’équation cartésienne \(y=f(x)\), donner l’équation de leur tangente au point d’abscisse ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 699

Déterminer \(a,b \in \Rr\) de manière à ce que la fonction \(f\) définie sur ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 700

Soit \(f : \Rr^* \longrightarrow \Rr\) définie par ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 702

Calculer les dérivées d’ordre \(n\) des fonctions : ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 703

Étant données \(u\) et \(v\) des fonctions dérivables à l’ordre ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 704

Etudier la dérivabilité sur \(\mathbb{R}\) des applications suivantes : ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 706

Soit \(f\) une fonction dérivable sur \(\mathbb{R}\).

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 707

Prolonger par continuité en \(0\) et étudier la dérivabilté de

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 708

Soit ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 709

Soit \(f (x) = \exp (-\frac 1{x^2})\) si \(x \neq 0\) et ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 711

Soit \(f:{\Rr}\rightarrow {\Rr}\) définie par : ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 713

La fonction \(x\rightarrow \cos \sqrt{x}\) est-elle dérivable en \(0\) ?

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 714

En quels points la fonction \(f:{\Rr}\rightarrow {\Rr}\) définie par : ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 716

Etudier la fonction \(f: x\mapsto x^5-5x+1\) sur \(\mathbb{R}\) et en déduire que ...