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Étudier la continuité des fonctions suivantes au point indiqué. 1. f(x)= ", sujet": "Mathematics" } 2x-1 si x1, f(1)=1, et a=1.

Mathematics

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Step-by-step solution

6 steps

Voici la résolution de l'Exercice 1.

Exercice 1: Étudier la continuité des fonctions suivantes au point indiqué.

1. Étude de la continuité de f(x)f(x) au point a=1a=1.
La fonction est définie par f(x)=x2−2x+1x−1f(x) = \frac{x^2 - 2x + 1}{x - 1} si x≠1x \neq 1, et f(1)=1f(1) = 1.

  1. Vérifier si f(1)f(1) est définie.

    La valeur de la fonction au point a=1a=1 est donnée:

    f(1)=1f(1) = 1

    La fonction est définie en x=1x=1.

  2. Calculer la limite de f(x)f(x) lorsque xx tend vers 1.

    Pour x≠1x \neq 1, nous pouvons simplifier l'expression de f(x)f(x):

    f(x)=x2−2x+1x−1f(x) = \frac{x^2 - 2x + 1}{x - 1}

    Le numérateur est une identité remarquable: x2−2x+1=(x−1)2x^2 - 2x + 1 = (x-1)^2.

    f(x)=(x−1)2x−1f(x) = \frac{(x-1)^2}{x - 1}

    Puisque x≠1x \neq 1, x−1≠0x-1 \neq 0, nous pouvons simplifier par (x−1)(x-1):

    f(x)=x−1f(x) = x - 1

    Maintenant, calculons la limite:

    lim⁡x→1f(x)=lim⁡x→1(x−1)\lim_{x \to 1} f(x) = \lim_{x \to 1} (x - 1) lim⁡x→1f(x)=1−1\lim_{x \to 1} f(x) = 1 - 1 lim⁡x→1f(x)=0\lim_{x \to 1} f(x) = 0
  3. Comparer la limite avec la valeur de la fonction au point.

    Nous avons trouvé lim⁡x→1f(x)=0\lim_{x \to 1} f(x) = 0 et f(1)=1f(1) = 1.
    Puisque lim⁡x→1f(x)≠f(1)\lim_{x \to 1} f(x) \neq f(1) (0≠10 \neq 1), la fonction f(x)f(x) n'est pas continue en a=1a=1.

    La fonction f(x)f(x) est non continue en a=1a=1.

    2. Étude de la continuité de g(x)g(x) au point a=2a=2.
    La fonction est définie par g(x)=x+2−4x−2g(x) = \frac{\sqrt{x+2} - 4}{x - 2} si x∈[−2,2[∪]2,+∞[x \in [-2, 2[ \cup ]2, +\infty[, et g(2)=52g(2) = \frac{5}{2}.

  4. Vérifier si g(2)g(2) est définie.

    La valeur de la fonction au point a=2a=2 est donnée:

    g(2)=52g(2) = \frac{5}{2}

    La fonction est définie en x=2x=2.

  5. Calculer la limite de g(x)g(x) lorsque xx tend vers 2.

    Pour x≠2x \neq 2, g(x)=x+2−4x−2g(x) = \frac{\sqrt{x+2} - 4}{x - 2}.
    Évaluons le numérateur et le dénominateur lorsque x→2x \to 2:
    Numérateur: 2+2−4=4−4=2−4=−2\sqrt{2+2} - 4 = \sqrt{4} - 4 = 2 - 4 = -2.
    Dénominateur: 2−2=02 - 2 = 0.
    La limite est de la forme −20\frac{-2}{0}. Cela indique que la limite n'est pas un nombre fini.
    Calculons les limites unilatérales:
    Pour x→2+x \to 2^+ (valeurs de xx légèrement supérieures à 2):
    Le numérateur tend vers −2-2.
    Le dénominateur x−2x-2 tend vers 0+0^+ (un nombre positif très petit).

    lim⁡x→2+g(x)=−20+=−∞\lim_{x \to 2^+} g(x) = \frac{-2}{0^+} = -\infty

    Pour x→2−x \to 2^- (valeurs de xx légèrement inférieures à 2):
    Le numérateur tend vers −2-2.
    Le dénominateur x−2x-2 tend vers 0−0^- (un nombre négatif très petit).

    lim⁡x→2−g(x)=−20−=+∞\lim_{x \to 2^-} g(x) = \frac{-2}{0^-} = +\infty

    Puisque les limites à gauche et à droite sont différentes (et infinies), la limite lim⁡x→2g(x)\lim_{x \to 2} g(x) n'existe pas.

  6. Comparer la limite avec la valeur de la fonction au point.

    Puisque lim⁡x→2g(x)\lim_{x \to 2} g(x) n'existe pas, la fonction g(x)g(x) n'est pas continue en a=2a=2.

    La fonction g(x)g(x) est non continue en a=2a=2.

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