Une fonction $f$ de façon générale est un objet qui prend un (ou
Une fonction $f$ de façon générale est un objet qui prend un (ou
plusieurs) paramètres et qui lui (leur) associe (associent) un unique résultat. $$\mbox{résultat}=f(\mbox{paramètres}).$$
plusieurs) paramètres et qui lui (leur) associe (associent) un résultat. $$\mbox{résultat}=f(\mbox{paramètres}).$$
Nous pouvons aussi exprimer cette notion de la manière suivante. Considérons deux ensembles $A$ et $B$. Supposons qu'à chaque élément $x\in A$ est associé un élément dans $B$ que nous notons par $f(x)$. Alors on dit que $f$ est une fonction ou une application (de $A$ dans $B$). A ce niveau A et B sont arbitraires mais dans la suite nous allons nous intéresser surtout du cas où $A=\subset\real$. Les valeurs de $f$ constituent les *images* de $x$.
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Exemple (Fonctions, généralités) +.#
Exemple (Fonctions, généralités) +.#
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@@ -56,7 +56,7 @@ $$y=g(f(x)).$$
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@@ -56,7 +56,7 @@ $$y=g(f(x)).$$
Exemple (Fonctions) +.#
Exemple (Fonctions) +.#
1. Soit $f(x)=2\cdot x$ et $g(x)=\sqrt{x}$, alors la composition des
1. Soit $f(x)=2\cdot x$ et $g(x)=\sqrt{x}$, alors la composition des
deux fonctions $$f(g(x))=f(\sqrt{x})=2\sqrt{x}.$$
deux fonctions $$(f\circ g)(x)=f(g(x))=f(\sqrt{x})=2\sqrt{x}.$$
2. On peut composer un nombre arbitraire de fonctions. Voyons le cas
2. On peut composer un nombre arbitraire de fonctions. Voyons le cas
avec trois fonctions $f(x)=2x^2+3$, $g(x)=\cos(2\cdot x)$, et
avec trois fonctions $f(x)=2x^2+3$, $g(x)=\cos(2\cdot x)$, et
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@@ -80,6 +80,9 @@ Exemple (Fonction inverse) +.#
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@@ -80,6 +80,9 @@ Exemple (Fonction inverse) +.#
deux fonctions $$f(f^{-1}(x))=f(\sqrt{x})=|x|.$$ On a donc que
deux fonctions $$f(f^{-1}(x))=f(\sqrt{x})=|x|.$$ On a donc que
$\sqrt{x}$ est l’inverse de $x^2$ uniquement pour les réels
$\sqrt{x}$ est l’inverse de $x^2$ uniquement pour les réels
positifs. $f(x)=x^2$ n’a pas d’inverse pour les $x$ négatifs.
positifs. $f(x)=x^2$ n’a pas d’inverse pour les $x$ négatifs.
On peut se convaincre qu'une fonction ne peu admettre une inverse que si elle
elle satisfait la condition $x_1\neq x_2 \rightarrow f(x_1)\neq f(x_2)$.
Dans notre exemple $-1\neq 1$ mais (f(-1)=f(1)=1$
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@@ -88,16 +91,16 @@ Domaine de définition
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@@ -88,16 +91,16 @@ Domaine de définition
Définition (Domaine de définition) +.#
Définition (Domaine de définition) +.#
Le domaine de définition, noté $D\subseteq{\mathbb{R}}$, d’une fonction
Le domaine de définition, noté $D\subset{\real}$, d’une fonction
$f$, est l’ensemble de valeurs où $f$ admet une image.
$f$, est l’ensemble de valeurs où $f$ admet une image.
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Exemple (Domaine de définition) +.#
Exemple (Domaine de définition) +.#
1. Le domaine de définition de $f(x)=x$ est $D={\mathbb{R}}$.
1. Le domaine de définition de $f(x)=x$ est $D={\real}$.
2. Le domaine de définition de $f(x)=1/x$ est $D={\mathbb{R}}^\ast$.
2. Le domaine de définition de $f(x)=1/x$ est $D={\real}^\ast$.
3. Le domaine de définition de $f(x)=\sqrt{x+1}/(x-10)$ est
3. Le domaine de définition de $f(x)=\sqrt{x+1}/(x-10)$ est
$D=[-1;10[\cup]10;\infty[$.
$D=[-1;10[\cup]10;\infty[$.
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@@ -107,21 +110,21 @@ Exemple (Domaine de définition) +.#
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@@ -107,21 +110,21 @@ Exemple (Domaine de définition) +.#
Limites
Limites
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Soit $f$ une fonction et $D\subseteq{\mathbb{R}}$ non-vide et non réduit
Soit $f$ une fonction et $D\subseteq{\real}$ non-vide et soient $a$ et $b$ deux réels.
à un point et soient $a$ et $b$ deux réels.
### Limite
### Limite
Définition (Limite) +.#
Définition (Limite) +.#
Pour $f$ définie en $D$, sauf peut-être en $a$, on dit que $b$ est la
Pour $f$ définie en $D$, on dit que $b$ est la
limite de $x$ en $a$ si $\lim\limits_{x\rightarrow a}f(x)=b$.
limite de $x$ en $a$ si si au fur et à mesure que $x$ se rapproche de $a$, $f(x)$ se raproche de $b$ et nous notons $\lim\limits_{x\rightarrow a}f(x)=b$.
C’est-à-dire si on a un voisinage de $b$ qui contient toutes la valeurs
C’est-à-dire pour tout voisinage de $b$ qui contient toutes les valeurs
de $f(x)$ pour $x$ proche de $a$.
de $f(x)$ nous avons un voisinage de $a$ qui contient les valeurs de $x$ (suffisament proches de $a$).
<!-- TODO C'est pas bon!!!! Fais un $epsilon$ , $delta$ pour que ça soit clair. De toute façon tu travailles dans $\real$ un espace métrique. -->
Remarque +.#
Remarque +.#
Il n'est pas nécessaire que $a\in D$. Mais si c'est le cas et donc
Si $f$ est définie en $a$ alors on a $\lim\limits_{x\rightarrow a}=f(a)$.
$f$ est définie en $a$ alors on a $\lim\limits_{x\rightarrow a}=f(a)$.
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@@ -133,10 +136,10 @@ Si $f(x)=x$, alors $\lim\limits_{x\rightarrow 0}f(x)=0$.
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@@ -133,10 +136,10 @@ Si $f(x)=x$, alors $\lim\limits_{x\rightarrow 0}f(x)=0$.
Définition (Limite, asymptote) +.#
Définition (Limite, asymptote) +.#
Pour $f$ définie en $D$, sauf peut-être en $a$, et $c$ un réel positif.
Pour $f$ définie en $D$,
On dit que la limite de $f(x)$ en $a$ tend vers l’infini si l’intervalle
on dit que la limite de $f(x)$ en $a$ est égale à l’infini si pour tout $c>0$ l’intervalle
$[c;\infty[$ contient toutes les valeurs de $f(x)$ pour $x$ proche de
$[c;\infty[$ contient toutes les valeurs de $f(x)$ pour $x$ suffisament proche de
$a$.
$a$. On dit aussi que $f$ tend vers l'infini.
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@@ -148,9 +151,9 @@ Si $f(x)=1/x^2$, alors $\lim\limits_{x\rightarrow 0}f(x)=\infty$.
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@@ -148,9 +151,9 @@ Si $f(x)=1/x^2$, alors $\lim\limits_{x\rightarrow 0}f(x)=\infty$.
### Limite à gauche, limite à droite
### Limite à gauche, limite à droite
Pour certaines fonctions, il est possible que le comportement de
Il est possible que le comportement de certaines fonctions
celles-ci soit différent selon qu’on approche par la gauche ou par la
soit différent selon qu’on approche $a$ par la gauche ou par la
droite (i.e. $f(x)=1/x$).
droite (i.e. $f(x)=1/x$, pour $a=0$).
On note la limite à droite $\lim\limits_{x\rightarrow a^+} f(x)$ ou
On note la limite à droite $\lim\limits_{x\rightarrow a^+} f(x)$ ou
$\lim\limits_{x\rightarrow a,x>a} f(x)$ et
$\lim\limits_{x\rightarrow a,x>a} f(x)$ et
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@@ -159,14 +162,14 @@ $\lim\limits_{x\rightarrow a,x<a} f(x)$ la limite à gauche de la
...
@@ -159,14 +162,14 @@ $\lim\limits_{x\rightarrow a,x<a} f(x)$ la limite à gauche de la
fonction $f$ en $a$.
fonction $f$ en $a$.
Si la fonction $f$ admet une limite en $a$, alors les deux limites
Si la fonction $f$ admet une limite en $a$, alors les deux limites
doivent être égales.
sont égales.
Exemple (Limite à gauche/droite) +.#
Exemple (Limite à gauche/droite) +.#
Si $f(x)=1/x$, alors $\lim\limits_{x\rightarrow 0^+} f(x)=\infty$ et
Si $f(x)=1/x$, alors $\lim\limits_{x\rightarrow 0^+} f(x)=\infty$ et
$\lim\limits_{x\rightarrow 0^-} f(x)=-\infty$.
$\lim\limits_{x\rightarrow 0^-} f(x)=-\infty$.
### Asymptotes
### Comportement asymptotique
Dans certains cas il peut être intéressant d’étudier le comportement des
Dans certains cas il peut être intéressant d’étudier le comportement des
fonctions quand $x\rightarrow\pm\infty$. Dans ces cas-là on dit qu’on
fonctions quand $x\rightarrow\pm\infty$. Dans ces cas-là on dit qu’on
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@@ -264,7 +267,7 @@ Si $f$ est dérivable en $a$ alors $f$ est continue en $a$.
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@@ -264,7 +267,7 @@ Si $f$ est dérivable en $a$ alors $f$ est continue en $a$.
Propriétés +.#
Propriétés +.#
Soient $f$ et $g$ deux fonctions dérivables (dont les dérivées sont $f'$
Soient $f$ et $g$ deux fonctions dérivables (dont les dérivées sont $f'$
et $g'$), et $a\in{\mathbb{R}}$, alors
et $g'$), et $a\in{\real}$, alors
1. $(f+g)'=f'+g'$.
1. $(f+g)'=f'+g'$.
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@@ -278,7 +281,7 @@ et $g'$), et $a\in{\mathbb{R}}$, alors
...
@@ -278,7 +281,7 @@ et $g'$), et $a\in{\mathbb{R}}$, alors
Il existe quelques dérivées importantes que nous allons utiliser
Il existe quelques dérivées importantes que nous allons utiliser
régulièrement dans la suite de ce cours. En supposons que
régulièrement dans la suite de ce cours. En supposons que
$C\in {\mathbb{R}}$, nous avons
$C\in {\real}$, nous avons
1. $f(x)=x^n$, $f'(x)=nx^{n-1}$ .
1. $f(x)=x^n$, $f'(x)=nx^{n-1}$ .
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@@ -356,7 +359,7 @@ Interprétation géométrique
...
@@ -356,7 +359,7 @@ Interprétation géométrique
Dans ce chapitre nous nous intéressons au calcul d’aires sous une
Dans ce chapitre nous nous intéressons au calcul d’aires sous une
fonction $f$. La fonction $f$ satisfait les hypothèses suivantes.
fonction $f$. La fonction $f$ satisfait les hypothèses suivantes.
1. $f(x)$ est bornée dans l’intervalle $[a,b]\in{\mathbb{R}}$.
1. $f(x)$ est bornée dans l’intervalle $[a,b]\in{\real}$.
2. $f(x)$ est continue presque partout.
2. $f(x)$ est continue presque partout.
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@@ -460,17 +463,17 @@ du calcul d’une dérivée.
...
@@ -460,17 +463,17 @@ du calcul d’une dérivée.
Définition (Primitive) +.#
Définition (Primitive) +.#
Soit $f$ une fonction. On dit que $F$ est la primitive de $f$ sur
Soit $f$ une fonction. On dit que $F$ est la primitive de $f$ sur
l’intervalle $D\subseteq{\mathbb{R}}$ si $F'(x)=f(x)$ $\forall x\in D$.
l’intervalle $D\subseteq{\real}$ si $F'(x)=f(x)$ $\forall x\in D$.
Si $F$ est une primitive de $f$, alors on peut définir la fonction $G$
Si $F$ est une primitive de $f$, alors on peut définir la fonction $G$
telle que $G(x)=F(x)+C$, $\forall C\in{\mathbb{R}}$ qui est aussi une
telle que $G(x)=F(x)+C$, $\forall C\in{\real}$ qui est aussi une
primitive de $f$. On dit donc que la primitive de $f$ est définie à une
primitive de $f$. On dit donc que la primitive de $f$ est définie à une
constante additive près. En effet, si $F'=f$ on a
constante additive près. En effet, si $F'=f$ on a
$$G'=F'+\underbrace{C'}_{=0}=F'=f.$$
$$G'=F'+\underbrace{C'}_{=0}=F'=f.$$
Théorème (Unicité) +.#
Théorème (Unicité) +.#
S’il existe $a\in D$ et $b\in{\mathbb{R}}$ alors il existe une unique
S’il existe $a\in D$ et $b\in{\real}$ alors il existe une unique
primitive $F$ telle que $F(a)=b$.
primitive $F$ telle que $F(a)=b$.
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@@ -492,7 +495,7 @@ fonctions $F(x)$ telles que $F'(x)=f(x)$*):
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@@ -492,7 +495,7 @@ fonctions $F(x)$ telles que $F'(x)=f(x)$*):