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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 Calcul d'intégrales solution

exo7 5444

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

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5449

Soit \(E\) l’ensemble des fonctions continues strictement positives sur \([a,b]\) ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5450

Etude complète de la fonction \(f(x)=\frac{1}{x-1}\int_{1}^{x}\frac{t^2}{\sqrt{1+t^8}}\;dt\).

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5453

Soit \(f\) une fonction continue sur \([a,b]\). Pour ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5454

Soit \(a\) un réel strictement positif et \(f\) une application de classe ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5455

Soit \(f\) continue sur \([0,1]\) telle que ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5464

Déterminer \(\lim_{x\rightarrow 1}\int_{x}^{x^2}\frac{dt}{\ln t}\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5465

Soit \(f(t)=\frac{t^2}{e^t-1}\) si \(t\neq0\) et ...

L1 Analyse Suite

exo7 547

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

L1 Analyse Suite

exo7 548

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

L1 Analyse Suite

exo7 552

Étudier suivant les valeurs données à \(u_0\) appartenant à \(\mathbb{C}\) les su ...

L1 Analyse Suite

exo7 553

Soit \(f\colon [0,1]\rightarrow [0,1]\). On considère \(a\in [0,1]\) et la suite ...

L1 Analyse Suite

exo7 554

Étudier la suite définie par \(u_{n+1}= (1-u_n)^2\) (discuter suivant les valeurs de ...

L1 Analyse Suite

exo7 555

Soit \(f(x)=-x^3+x^2-x+1\) et \(a\in [0,1]\). Étudier la suite définie par ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5553

Etudier l’existence et la valeur éventuelle d’une limite en \((0,0)\) des fonctions suivantes :

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5554

On pose ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5556

Soit ...

L1 Analyse Suite

exo7 557

Étudier la suite définie par récurrence par \(u_0=a\) et \(u_{n+1}=\cos u_n\), où ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 571

Soient \(a\) et \(b\) deux réels, \(a<b\). On ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5721

Etude complète de \(f~:~x\mapsto\int_{x}^{x^2}\frac{1}{\ln t}\;dt\).

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5739

Montrer que \(\int_{0}^{1}x^{-x}\;dx =\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{1}{n^n}\) et ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 574

Soit \(n \geq 1\).

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5771

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

L2 Analyse Topologie solution

exo7 5848

Soient \((E,N_E)\) et \((F,N_F)\) deux espaces vectoriels normés. Soient ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5883

Trouver les fonctions \(f\) dérivables sur \(\Rr\) vérifiant ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5885

Trouver toutes les applications \(f~:~\Rr\rightarrow\Rr\), continues sur \(\Rr\) ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5896

Déterminer \(\text{Max}\{|\sin z|,\;z\in\Cc,\;|z|\leqslant1\}\).

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5902

Maximum du produit des distances d’un point \(M\) intérieur à un triangle \(ABC\) ...

L1 Analyse Suite

exo7 604

Montrer que \(\forall n\in \Nn^{*},\exists !x_{n}\in [n,n+1[\) solution de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 606

Écrire les définitions des limites suivantes : \(\lim_{x\to -\infty}f(x)=l\), ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6066

Soit \(f\) une isométrie de \(\R\) dans \(\R\). ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6068

Soit \(f\) une application continue de \(\R\) dans ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6069

Soit \(f\) une application de \(\R\) dans \(\R\) ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 607

Soit \(f\) une fonction définie sur un intervalle \(I\) contenant ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6070

Existe-t-il une application continue \(f\) de \([0,1]\) dans ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6071

On note pour tout \(x\in \Rr, \ \varphi(x)=\) dist\((x,\Zz)\).

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6073

Soit \(E\) et \(F\) deux espaces vectoriels normés et on note ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6077

Soit \(C\) l’espace des fonctions continues réelles sur \([0,1]\) muni de la métr ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 608

Montrer que si une fonction \(f\) définie sur \(E\subset\R\) est continue en ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 609

Démontrer que \(\displaystyle{ \lim_{x\rightarrow 0}\frac{\sqrt{1+x}-\sqrt{1-x}}{ x}=1}\).

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 610

Soit \(f\) une fonction de variable réelle telle que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 611

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

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6116

Montrer que \(\Zz\) et \(\Qq\) (munis de la topologie induite par celle de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 612

Montrer que toute fonction périodique et non constante n’admet pas de limite en \(+\infty\).

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6122

Soit \(F\) l’application de \({\Rr}^+\) dans ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 613

Soit \(I\) un intervalle de \(\mathbb{R}\) et ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6132

Soit \(F\) un fermé de \(\Rr\), et \(f\) une app ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6133

Soit \(n\to r_n\) une bijection de \(\Nn\) sur ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 614

Soient \(P\) et \(Q\) deux polynômes à coefficients réels de degré respectif ...

L3 Topologie Connexité

exo7 6147

Existe-t-il une application continue \(f:{\R}\to{\R}\) telle que \(f(x)\in\Qq\) s ...