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Programme de mathématiques PCSI · semestre 1

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

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Texte officiel du programme

Dans cette section, on démontre les théorèmes de base relatifs aux fonctions réelles de variable réelle. 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-f), 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 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 ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 717

Montrer que le polynôme \(X^n+aX+b\), (\(a\) et ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 718

Soit \(f\) une fonction \(n\) fois dérivable sur ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 720

Soit \(f\) une fonction continue et dérivable sur \([a,+\infty[\) et telle que ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 721

Dans l’application du théorème des accroissements finis à la fonction \[f(x) =\alpha x^2+\beta x+\gamma\] sur l’i ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 722

Appliquer la formule des accroissements finis à la fonction \[f(x)=a+bx+ce^{\alpha x}\] (où ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 723

Soit \(f\) une fonction deux fois dérivable sur \([a,a+2h]\). Par introduction de ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 724

Soient \(x\) et \(y\) réels avec \(0<x<y\) ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 725

Par application du théorème des accroissements finis à \(f(x) = \ln x\) sur ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 726

Étant donné \(\alpha\) dans \(]0,1[\), montrer que pour tout entier naturel ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 727

Montrer que pour tout \(x \in \Rr\), ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 728

Soit \(f: \Rr \longrightarrow \Rr\) définie par \(f(x) = (1-k)^3x^2+(1+k)x^3\) où ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 729

Appliquer la règle de l’Hôpital aux calculs des limites suivantes : ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 730

Calculer \[\lim_{x\rightarrow 0}\ \ \frac{\cos (x^4)-1}{x^4e^x} ;\]

...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 731

Soit \(f \in C^2 (\Rr)\) telle que ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 732

Soit \(f : \Rr^ + \rightarrow \Rr\) dérivable telle que ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 733

Déterminer les extremums de \(f (x) = x^4-x^3 + 1\) sur \(\Rr\).

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 735

Trouver les fonctions \(f:{\Rr\rightarrow \Rr}\) dérivables en \(0\) telles que : ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 736

Soit \(f\) dérivable sur \({\Rr }\) telle que ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 737

Soit \(f\in C^{1}([0;1],{\Rr}),\)telle que \(f(0)=0.\) Calculer : ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 738

Soient \(f,g :[a , b] \longrightarrow \R\) deux fonctions continues sur ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 739

Soit \(n \geq 2\) un entier fixé et ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 740

On considère la fonction \(f : \R \to \R\) définie par ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 745

Une statue de hauteur \(s\) est placée sur un piédestal de hauteur \(p\).

L2 Géométrie Géométrie affine dans le plan et dans l'espace

exo7 7452

On considère dans le plan euclidien muni d’un repère orthonormé la courbe \(C\) d’équation polaire ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 758

Montrer qu’il n’existe pas de fonction \(f:[1;+\infty [\rightarrow \Rr\) vérifiant: ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 759

Calculer : ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 772

Préciser les comportements
de \(\displaystyle{x\mapsto \frac{x^2-e^x}{x-e}}\) quand ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 774

Déterminer \(\lim\limits_{ + \infty} (x-\ln (\text{ch}x))\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 778

Déterminer les fonctions \(f\) de \([a, b]\) dans ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 781

Soit \(f \in C^{0} ([0, 1], \Rr)\) telle que \(\int_{0}^{1}{f (t)dt} = \frac 12\) ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 782

Soit \(f \in C^0 (\Rr)\). On définit \({g} : {\Rr^*} \to {\Rr}\), ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 783

Soit \(f\) continue de \([0,1]\) dans ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 784

Soit \(f:[0,1]\rightarrow {\Rr}\) une application continue strictement croissante telle que : ...