Continuité sur un intervalle.

Bonjour à tous, j'ai besoin de votre aide pour m'aiguiller sur un problème de continuité.

Soit $f : [-1,1] \longrightarrow \mathbb{R}$, définie par $f(x)=\begin{cases}
\frac{\sqrt{1+x^2} - \sqrt{1-x^2}}{x},&\text{si }x \neq 0\\
0,&\text{si } x=0
\end{cases}$
Je dois montrer que la fonction $f$ est continue sur l'intervalle $[-1, 1]$.

Je n'ai encore jamais manipulé de continuité d'intervalle. Je me demandais si je ne devais pas, pour montrer que ma fonction $f$ est continue dans cet intervalle montrer qu'elle est continue pour TOUT point de cet intervalle ?
Qu'en pensez-vous ?
Merci à vous !

Réponses

  • Bonjour,

    Oui, c'est une méthode possible.
    On peut aussi utiliser des théorèmes en rapport avec la continuité sur un intervalle.

    Rappel : l'expression conjuguée est ton amie.
  • Effectivement pour l'expression conjuguée j'ai commencé regardez :

    $\dfrac{\sqrt{1+x^2} - \sqrt{1-x^2}}{x} = \dfrac{(\sqrt{1+x^2} - \sqrt{1-x^2})(\sqrt{1+x^2} + \sqrt{1-x^2})}{x(\sqrt{1+x^2} + \sqrt{1-x^2})} = \dfrac{1+x^2 - 1 + x^2}{x(\sqrt{1+x^2} + \sqrt{1-x^2})} = \dfrac{x(2x)}{x(\sqrt{1+x^2} + \sqrt{1-x^2})}$
    $= \dfrac{2x}{\sqrt{1+x^2} + \sqrt{1-x^2}}$

    Ensuite je pensais calculer les limites à chaque borne de l'intervalle, mais ce dernier étant un segment je trouve ça étrange.

    J'ai un théorème possible :

    soit $(a,b) \in \mathbb{R}^2$ tel que $a<b$ et soit $f: [a,b] \longrightarrow \mathbb{R}$ une application continue sur $[a,b]$.
    Alors $f$ est bornée sur $[a,b]$ et atteint ses bornes. Cependant je ne sais pas si ça réciproque est vraie et je ne vois pas comment l'utiliser.

    Merci de votre aide, bien cordialement.
  • Il faut déjà que tu sois convaincu (ou que tu le montres proprement) que ta fonction est continue sur $[-1,0[\,\cup\,]0,1]$ comme composée/quotients/sommes/etc. de fonctions continues sur $[-1,0[\,\cup\,]0,1]$.

    Ensuite pour la continuité en zéro il faut regarder la limite de $f(x)$ quand $x \to 0$ ce qui se fait facilement avec ton calcul que tu viens de faire plus haut.
  • Bonsoir Héhéhé.

    Je ne comprends pas votre réunion d'intervalles.

    Pourquoi faire ceci ? Quel rapport avec la composition, sommes etc... de fonctions continues ? La réunion d'intervalles exclut le zéro, pourquoi ? Je ne comprends pas.
  • Lucas13 a écrit:
    La réunion d'intervalle exclus le zéro, pourquoi ?
    la définition de f aussi dans le premier cas. Bizarre que tu ne voies pas que cette proposition de Héhéhé copie la définition de f.

    Cordialement.
  • Je pense voir. Mais je dois inclure le zéro dans l'intervalle pour montrer qu'elle est continue dans tout point de $f$.
  • Tu n'as pas à " inclure le zéro dans l'intervalle". Dans l'intervalle [-1;1] il est déjà inclus. Par contre, tu as une preuve à rédiger en utilisant les règles mathématiques de ton cours. Tu as déjà dit ce qu'il faut faire et tu as eu toutes les indications pour le faire, maintenant, à toi de faire.

    Cordialement.
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