Définitions en ε, opérations et formes indéterminées, théorèmes de comparaison, continuité et théorème des valeurs intermédiaires, dérivabilité, Rolle et accroissements finis : l'analyse réelle de première année, avec ses démonstrations types.
Soit f une fonction définie au voisinage d'un point a (éventuellement pas en a), et ℓ un réel.
Situation
Quantificateurs
x→a, f→ℓ
∀ε∃δ
x→a, f→+∞
∀A∃δ
x→+∞, f→ℓ
∀ε∃B
x→+∞, f→+∞
∀A∃B
1.2Les opérations et les formes indéterminées
Opération
Règle
Formes indéterminées
Somme
ℓ+ℓ′ ; ℓ+(+∞)=+∞
+∞−∞
Produit
ℓℓ′ ; ℓ×(+∞)=±∞ selon le signe de ℓ=0
0×∞
Quotient
ℓ/ℓ′ si ℓ′=0 ; ℓ/∞=0
0/0, ∞/∞
Puissance
fg=eglnf
1∞, 00, ∞0
Méthode : lever une forme indéterminée
1.Factoriser par le terme prépondérant (polynômes, fractions rationnelles : on garde les termes de plus haut degré en l'infini).
2.Multiplier par la quantité conjuguée pour les différences de racines.
3.Écrire sous forme exponentielle les puissances : fg=eglnf.
4.Utiliser une limite usuelle (taux d'accroissement) ou une croissance comparée.
5.En dernier recours, la règle de l'Hôpital ou un développement limité.
1.3Les limites usuelles
Limite
Valeur
Origine
limx→0xsinx
1
Taux d'accroissement de sin en 0
limx→0xex−1
1
Taux d'accroissement de exp en 0
limx→0xln(1+x)
1
Taux d'accroissement de ln en 1
limx→0x21−cosx
21
1−cosx=2sin2(x/2)
limx→+∞(1+x1)x
e
Forme 1∞
1.4Les théorèmes d'existence
Théorème
Énoncé
Passage à la limite dans les inégalités
Si f≤g au voisinage de a et si les limites existent, alors limf≤limg (les inégalités strictes deviennent larges)
Théorème des gendarmes (encadrement)
Si g≤f≤h au voisinage de a et si g et h tendent vers la même limite ℓ, alors f tend vers ℓ
Minoration, majoration
Si f≥g et g→+∞, alors f→+∞
Limite monotone
Une fonction croissante sur ]a,b[ admet une limite en b− : finie si elle est majorée, +∞ sinon
2La continuité
2.1Définitions
Prolongement par continuité : si f n'est pas définie en a mais admet une limite finie ℓ en a, la fonction f~ égale à f ailleurs et à ℓ en a est continue en a. Exemple : xsinx se prolonge en 0 par 1.
Sommes, produits, quotients (dénominateur non nul) et composées de fonctions continues sont continues. Les fonctions usuelles (polynômes, exponentielle, logarithme, sinus, cosinus, racine) sont continues sur leur domaine de définition.
La suite : 3 parties, 9 pages en tout
La continuité · La dérivabilité · Méthode, pièges et sujets