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Niveau Maths sup
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Fonction sin(1/x)

Posté par
zoldick
15-01-07 à 19:50

Bonsoir tout le monde,voila mon exo:
Soit f définie sur R par f(0)=0 et f(x)=sin(1/x) si x0

a)montrer que l'image de tout intervalle I de R par f est un intervalle.
b)f est-elle continue?

pour la 2e question je pense a utiliser le théoreme des valeur intermédiare en utilisant la 1er question que je n'arrive pas a faire

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:17

pour la 1er question il faudrait peut-etre distinguer deux cas,celui ou I contient 0 et celui ou il ne le contient pas

Posté par
Cauchy
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:20

Bonsoir,

oui ca peut etre une bonne idée au voisinage de 0,on voit que f va prendre toutes les valeurs.

Posté par
Cauchy
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:21

Oula je delire pas toutes les valeurs ,les valeurs entre -1 et 1.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:22

Bonsoir zoldick

Effectivement, pour la question 1), il faut distinguer les cas. Si cet intervalle ne contient pas 0, alors c'est facile, sinon si I contient 0, alors montre en fait que l'on a f(I)=[-1,1].

Pour la deuxième, à ton avis f est-elle continue ou pas ? et pourquoi ? Comment utiliserais-tu le théorème des valeurs intermédiaires.

Kaiser

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:23

euh je n'ai pas trés bien compris?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:23

Salut Cauchy !

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:32

et bien puisque l'image de tt intervalle de I de R par f est un intervalle donc f est continue

pour la 1er question si I ne contient pas 0 on a f(I) qui est un intervalle(faut il démontrer cela?) et si I contient 0 alors pr tout x dans I f(x) est entre -1 et 1 et puisque on a f(0)=0 donc qui appartient à [-1,1]

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:53

Citation :
et bien puisque l'image de tt intervalle de I de R par f est un intervalle donc f est continue


C'est faux. Le théorème des valeurs intermédiaires n'est pas une condition nécessaire et suffisante de continuité.

Citation :
si I ne contient pas 0 on a f(I) qui est un intervalle(faut il démontrer cela?)


oui il faut un peu préciser les choses. Un intervalle qui ne contient pas 0 est nécessairement inclus soit dans \Large{]-\infty,0[} soit dans \Large{]0,+\infty[}. Or, sur cet ensemble f est clairement continue (par composition), donc l'image de cet intervalle est un intervalle par continuité de f sur \Large{]-\infty,0[\bigcup ]0,+\infty[}.

Citation :
si I contient 0 alors pr tout x dans I f(x) est entre -1 et 1 et puisque on a f(0)=0 donc qui appartient à [-1,1]


Ce n'est pas suffisant : cela ne montre qu'une des deux inclusions.

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:56

Salut kaiser

Quand j'ai vu l'enoncé j'ai pensé tout de suite sin(1/z) ce qui m'a fait dire n'importe quoi

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction sin(1/x) 15-01-07 à 20:57

:D

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 16-01-07 à 22:13

si I contient 0 alors pour tout x dans I privé de 0 f(x)continue et puisque f(0)=0 implique que f est continue en 0 donc f est continue sur I

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 16-01-07 à 22:15

par conséquent puisque f est contineu l'image de I est un intervalle

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction sin(1/x) 16-01-07 à 23:44

un petit détail (qui a son importance) : f n'est pas continue en 0.

Kaiser

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 09:51

pourtant F admet bien une limite réel en 0 ?

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 09:59

sinon je ne vois pas comment faire

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 10:16

??

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 10:31

Citation :
pour tout x dans I privé de 0 f(x)continue

f(x) est un nombre, pas une fonction ! ça n'a aucun sens, f(x) continue !

Citation :
pourtant F admet bien une limite réel en 0 ?

et bien non, f n'a pas de limite : aussi près que tu te rapproches de 0, tu peux trouver des x tels que f(x)=1, et d'autres tels que f(x)=-1 (par exemple si x_k=\frac{2}{(4k+1)\pi} on a f(x_k)=1, et si x'_k=\frac{2}{(4k-1)\pi} on a f(x'_k)=-1).
si f était continue en 0, on aurait \lim_{k\to +\infty} f(x_k) = f(\lim_{k\to +\infty}x_k)=f(0)=\lim_{k\to +\infty} f(x'_k)=f(\lim_{k\to +\infty}x'_k)

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 10:42

oui je comprends,mais alors comment faire pour montrer que l'image d'un intervalle I de R contenant 0 par F est un intervalle?

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 10:48

donc pr répondre à la 2e question si I est un intervalle ne contenantt pas 0 alors f est continue mais si I contient 0 F n'est pas continue

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 10:52

Pour tout k entier non nul, quand x parcourt l'intervalle [x'_k;x_k], f(x) décrit [-1;1], par continuité de la fonction inverse sur IR+* et sur IR-*, et continuité de la fonction sin.
Dans tout intervalle I contenant 0, il y a au moins un de ces intervalles (pour k assez grand), ce qui montre que [-1 ; 1] est contenu dans f(I). et tu avais déjà vérifié l'inclusion inverse

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 10:54

Pour la question 2, f est continue en tout x non nul (th. sur les composées de fonctions continues), et discontinue en 0 (prouvé à 10:31).

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 11:03

merci beaucoup je comprend mieu maintenant parallélement heir soit j'ai tenté de résoudre l'équation suivante :
x^n + x^n-1 +......+x^2 + x - 1 =0 on m'à dit que cette equation admet une racine positive,mais je n'ai pas réussi à la trouver,si vous auriez a ce sujet, cela pourrez m'aider.merci

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 11:15

1 n'est pas solution de cette équation. tu peux écrire x+x^2+...+x^n = x\frac{1-x^n}{1-x} (somme de n termes consécutifs d'une suite géométrique de raison x).
Ton équation est donc équivalente à \{x^{n+1}-2x+1=0\\x\neq1\..
Fais une étude de la fonction définie sur IR+ par f(x)=x^{n+1}-2x+1 pour voir si elle s'annule ailleurs qu'en 1

Posté par
zoldick
re : Fonction sin(1/x) 17-01-07 à 11:25

merci bien lafol je vais me débrouiller seul pour le reste



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