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Continuité en un point et sur un intervalle
Le cours écrit
1.1 L'idée
Une fonction est continue quand sa courbe se trace sans lever le crayon : quand varie un peu, varie un peu, sans saut. C'est une image utile ; la définition passe par les limites.
1.2 Définition
Définition. Soit une fonction définie sur un intervalle et un réel de .
- est continue en si .
- est continue sur si elle est continue en chaque réel de .
Autrement dit, quand se rapproche de , se rapproche de . La limite en un réel a été définie au chapitre 4 : tout intervalle ouvert contenant contient toutes les valeurs pour assez proche de .
1.3 Limite à gauche, limite à droite
Pour une fonction définie « par morceaux », on étudie séparément ce qui se passe à gauche et à droite de (chapitre 4, leçon 2).
Propriété. Soit un réel qui n'est pas une borne de . La fonction est continue en si et seulement si sa limite à gauche en et sa limite à droite en existent et sont toutes deux égales à .
Méthode. On compare trois nombres : la limite à gauche, la limite à droite et la valeur . S'ils sont égaux, est continue en ; sinon, elle ne l'est pas.
1.4 Exemples
Exemple 1 (un prix en escalier). Dans un parking, on paie euros par heure entamée, pendant heures au plus. Le prix payé, en euros, pour une durée de heures est En : à gauche, , donc la limite à gauche vaut . À droite, : la limite à droite vaut . Elle est différente de , donc n'est pas continue en . Il en est de même en et en . En tout autre réel de , est constante autour de ce réel, donc continue. Sa courbe est faite de quatre paliers : elle « saute » en , et .
Exemple 2 (un raccord réussi). Soit
- À gauche de : .
- À droite de : .
- .
Les trois nombres sont égaux : est continue en . Sa courbe se raccorde sans saut au point .
Exemple 3 (un raccord raté). Soit À gauche, la limite vaut , mais à droite, . La fonction n'est pas continue en : sa courbe saute du point au point , qui n'est pas sur la courbe.
Exemple 4 (choisir un paramètre). Pour quelle valeur du réel la fonction est-elle continue en ?
À gauche et en : . À droite : . Il faut , soit .
1.5 Lecture graphique
- Sur un intervalle, la courbe d'une fonction continue est d'un seul tenant.
- Un « saut » de la courbe en un point d'abscisse signale une fonction qui n'est pas continue en .
- On ne parle de continuité que là où la fonction est définie. La fonction inverse n'est pas définie en ; elle est continue sur et sur , même si sa courbe a deux branches.
Exercices 1 et 2
- Exercice 1 : lire la continuité, puis la calculer
- Exercice 2 : louer un canoë
Corrigés
Cherche d'abord les exercices sur ta feuille, puis compare avec le corrigé détaillé.