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Programme de mathématiques PTSI · semestre 1

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

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616 exercices
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-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 Suite solution

exo7 5242

Montrer que pour \(x\) réel strictement positif, on a :  ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5246

Soit \(u_n\) l’unique racine positive de l’équation \(x^n+x-1=0\). Etudier la sui ...

L1 Analyse Suite

exo7 534

Montrer que pour \(n\geq1\), l’équation \(x^n+x^{n-1}+x^2+x-{n+1 \over n}=0\) adm ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 5373

Soient \(a_{i,j}\) (\((i,j)\) élément de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5382

Soit \(f\) une fonction réelle d’une variable réelle définie et continue sur un voisinage de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5383

Soit \(f\) une fonction définie sur un voisinage de \(0\) telle que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5384

Soient \(f\) et \(g\) deux fonctions continues en ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5385

Soit \(A\) une partie non vide de \(\Rr\). Pour ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5386

Montrer en revenant à la définition que \(f(x)=\frac{3x-1}{x-5}\) est continue en tout point de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5387

Montrer que la fonction caractéristique de \(\Qq\) est discontinue en chacun de ses points.

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5388

Etudier l’existence d’une limite et la continuité éventuelle en chacun de ses points de la fonction définie sur ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5389

Etudier en chaque point de \(\Rr\) l’existence d’une limite à droite, à gauche, la continuité de la fonction ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 539

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

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5390

Trouver \(f\) bijective de \([0,1]\) sur lui-même et discontinue en chacun de ses ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5391

Soit \(f\) une fonction continue et périodique sur \(\Rr\) à valeurs dans ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5392

Soit \(A\) une partie non vide de \(\Rr\). Pour ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5393

Soit \(f\) continue sur \([a,b]\) à valeurs da ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5394

Soit \(f\) définie sur \([0,+\infty[\) à valeurs dans ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5395

Soit \(f\) croissante de \([a,b]\) dans lui-même. Montrer que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5396

Soit \(f\) croissante sur \([a,b]\) telle que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5397

Soit \(f\) continue sur \(\Rr^+\) telle que, pour tout réel positif ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5398

Soit \(f\) continue sur \(\Rr^+\) à valeurs dans ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5399

Trouver tous les morphismes continus de \((\Rr,+)\).

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5402

Soit \(f\) une application continue sur un intervalle \(I\) de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5404

Soit \(f\) de \([0,1]\) dans lui-même telle que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5406

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

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5407

Soit \(f\in C^1([a,b],\Rr)\) telle que ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5408

Soient \(a\) et \(b\) deux réels tels que ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5409

Soit \(f\in C^2([a,b],\Rr)\cap D^3(]a,b[,\Rr)\). Montrer qu’il existe ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5410

Soit \(f\) une fonction convexe sur un intervalle ouvert \(I\) de ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5412

Pour \(n\) entier naturel non nul donné, on pose \(L_n=((X^2-1)^n)^{(n)}\).

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5413

Déterminer dans chacun des cas suivants la dérivée \(n\)-ème de la fonction proposée :

...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5414

Montrer que la fonction définie sur \(\Rr\) par \(f(x)=e^{-1/x^2}\) si ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5415

Montrer que pour tout réel strictement positif \(x\), on a : ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5416

Soit \(f\) une fonction dérivable sur \(\Rr\) à valeurs dans ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5417

Soit \(f\) une fonction dérivable sur un intervalle ouvert \(I\) à valeurs dans ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5419

Etudier la dérivabilité à droite en \(0\) de la fonction ...

L1 Analyse Suite

exo7 542

Étudier la suite \((u_n)\) définie par \(u_0=0\) et ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5421

Soient \(f\) et \(g\) deux fonctions continues sur ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5422

Soit \(f\) de classe \(C^1\) sur \(\Rr_+^*\) tel ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5424

Soit \(f\) de classe \(C^1\) sur \(\Rr\) vérifia ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 5426

Etudier l’existence et la valeur éventuelle des limites suivantes

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 5428

Soit \(0<a<b\). Etude complète de la fonction ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 5430

Soit \(f(x)=\frac{x}{1-x^2}\). Calculer \(f^{(n)}(0)\) en moins de ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 5437

Montrer que l’équation \(\tan x=x\) a une unique solution dans l’intervalle ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 5438

Montrer que l’équation \(x+\ln x=k\) admet, pour \(k\) réel donné, une unique sol ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 5439

Soit \(f(x)=1+x+x^2+x^3\sin\frac{1}{x^2}\) si \(x\neq0\) et ...

L1 Analyse Suite

exo7 544

Étudier la suite définie par \(u_{n+1}= \cos u_n\) et \(u_0=-8\).

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 5440

Étude au voisinage de \(0\) de \(f(x)=\frac{1}{x}-\frac{1}{\Arcsin x}\) (existenc ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5443

Etude complète des fonctions suivantes