Limite et continuité : Fonctions monotones et limites

Limite et continuité

 ⇲  Fonctions monotones et limites 


 ⇲  Définition 
Soit I un intervalle de R 
Une fonction est dite monotone sur I,
lorsqu’elle est croissante sur I ou décroissante sur I. 
Une fonction est dite strictement monotone sur I,
lorsqu’elle est strictement croissante sur I ou strictement décroissante sur I. 

Activité 1 
Soit f la fonction définie sur [-2, 2] par  f(x)=x lxl +1. 
1) Tracer la courbe représentative de f dans un repère du plan. 
2) Etudier le sens de variation de f sur chacun des deux intervalles [-2, 0] et [0, 2]. 
3) En déduire que pour tout x de [-2, 2] on a -3≤ f(x)≤ 5. 

 ⇲  Définition 
Soit f une fonction définie sur un intervalle I de R
* La fonction f est majorée sur I s’il existe un réel M tel que pour tout x ∈ I  f(x) ≤ M 
* La fonction f est minorée sur I s’il existe un réel m tel que pour tout x ∈ I m≤ f(x). 
* La fonction f est dite bornée sur I s’il existe deux réels m et M
tels que pour tout x ∈l, m≤ f(x) ≤ M . 

Activité 2 
1) Soit la fonction f définie sur IR par
Montrer que f est bornée sur IR.

Activité 3 
Soit la fonction f définie sur ]π/2,π] par f(x)=1/sinx
1) Montrer que f est croissante sur ]π/2,π]
2) La fonction f est-elle majorée sur ]π/2,π]
3) Quelle est la limite de f à gauche en π ?

 ⇲  Théorème 
Soit f une fonction définie sur un intervalle I = ]a, b[ (ou I = ]a,+∞[ ). 
Si f est croissante et non majorée sur I alors 

Activité 4 
Soit f une fonction décroissante et non minorée sur un intervalle I = ]a, b[ . 
1) Montrer que (-f ) est croissante et non majorée sur I . 

 ⇲  Théorème 
Soit f une fonction définie sur un intervalle Si f est décroissante et non minorée sur I 


Activité 5 
On considère les fonctions f et g définies par
1) Montrer que f est décroissante sur [0,π/2[ et g est croissante sur ]0, +∞[ .
3) La fonction f est-elle majorée ? minorée ?
4) Montrer que g est majorée sur ]0, +∞[ .

 ⇲  Théorème 
Soit f une fonction définie sur un intervalle I = ]a, b[ (ou I = ]a,+∞[ ). 
* Si f est croissante et majorée sur I alors f admet une limite finie à gauche en b(ou en +∞).
* Si f est décroissante et minorée sur I alors f admet 
une limite finie à gauche en b(ou en +∞).

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