Terminale Spé Maths / Chapitre 3 : Continuité et TVI
Fiche 1 : continuité en un point
Huit exercices sur la continuité en un point : limites à gauche et à droite, fonctions définies par morceaux, paramètres, prolongement par continuité, lien avec les suites.
Toutes les corrections sont rédigées comme on l'attend au bac : les trois nombres (limite à gauche, limite à droite, valeur) sont écrits, puis comparés, avec une phrase de conclusion.
💡 Les réflexes à avoir en tête
- Continuité en : calcule , et , puis compare les trois.
- Paramètre : écris l'égalité des trois nombres, résous l'équation en le paramètre.
- Prolongement : factorise pour lever la forme , puis pose la limite.
- Une fonction usuelle est continue sur son ensemble de définition : ne calcule les limites que là où la formule change.
⚠️ Les pièges classiques
- Comparer seulement les deux limites en oubliant .
- Confondre « limite qui existe » et « continue » : il faut .
- Croire que continue implique dérivable (faux : en ).
- Oublier de préciser de quel côté on calcule ( ou ).
😄 Pour qu'une courbe soit continue, il faut que les deux morceaux se donnent rendez-vous au même point. Si l'un arrive à et l'autre repart de , il y a un saut.
Exercice 1 (★) : une fonction par morceaux
Soit définie sur par :
- si ;
- si .
La fonction est-elle continue en ?
✏️ Correction de l'exercice 1
Méthode. On calcule les trois nombres en .
Limite à gauche. Pour , . (les polynômes sont continus).
Limite à droite. Pour , . .
Valeur. .
On a .
✅ Donc est continue en .
Exercice 2 (★) : continue ou pas ?
Étudier la continuité :
1. si et si , en .
2. si et si , en .
✏️ Correction de l'exercice 2
Question 1
Les trois nombres sont égaux.
✅ Donc est continue en .
Question 2
Comme , la fonction n'a pas de limite en .
❌ Donc n'est pas continue en : sa courbe fait un saut de à .
Exercice 3 (★★) : déterminer un paramètre
1. Soit définie par si et si . Déterminer pour que soit continue en .
2. Soit définie par si et . Déterminer pour que soit continue en .
✏️ Correction de l'exercice 3
Question 1
La fonction est continue en si et seulement si , c'est-à-dire .
✅ Donc est continue en si et seulement si .
Question 2
Pour , . Donc .
La fonction est continue en si et seulement si , c'est-à-dire .
✅ Donc est continue en si et seulement si .
Exercice 4 (★★) : prolongement par continuité
Dans chaque cas, montrer que se prolonge par continuité au point indiqué, et donner la valeur du prolongement :
1. , en .
2. , en .
3. , en .
✏️ Correction de l'exercice 4
Méthode. Dans chaque cas, n'est pas définie au point considéré. On cherche la limite finie en ce point (forme « »).
Question 1
Pour , . Donc . On prolonge par continuité en posant :
✅
Question 2
Pour , , donc . . On prolonge en posant :
✅
Question 3
Pour , :
Et . On prolonge en posant :
✅
Exercice 5 (★★) : continue et dérivable
Soit définie sur par si et si .
1. Montrer que est continue en .
2. La fonction est-elle dérivable en ?
3. Comparer avec la fonction valeur absolue en .
✏️ Correction de l'exercice 5
Question 1
(continuité de l'exponentielle)
Les trois nombres sont égaux.
✅ Donc est continue en .
Question 2
Pour , . Il tend vers le nombre dérivé de l'exponentielle en , soit .
Pour , , qui tend vers .
Les deux limites sont égales.
✅ Donc est dérivable en , avec .
Question 3
Pour la valeur absolue, le taux d'accroissement en vaut pour et pour .
Les limites à gauche et à droite diffèrent.
La valeur absolue est continue en mais n'est pas dérivable en .
✅ La continuité n'entraîne pas la dérivabilité.
Exercice 6 (★★) : vrai ou faux
Justifier chaque réponse :
1. Si est dérivable en , alors est continue en .
2. Si est continue en , alors est dérivable en .
3. Si est définie en et si existe, alors est continue en .
4. La somme de deux fonctions non continues en n'est jamais continue en .
5. Le produit de deux fonctions continues en est continu en .
6. Si est continue sur et ne s'annule pas sur , alors est continue sur .
✏️ Correction de l'exercice 6
Affirmation 1
C'est un théorème : une fonction dérivable en est continue en .
✅ Vrai.
Affirmation 2
Contre-exemple : la valeur absolue est continue en et n'y est pas dérivable.
❌ Faux.
Affirmation 3
Il faut que la limite soit égale à . Contre-exemple : si et : la limite en vaut , mais .
❌ Faux.
Affirmation 4
Contre-exemple : si et sinon, et . Ni ni n'est continue en , mais est constante, donc continue.
❌ Faux.
Affirmation 5
Le produit de deux fonctions continues est continu.
✅ Vrai.
Affirmation 6
L'inverse d'une fonction continue est continue là où elle ne s'annule pas.
✅ Vrai.
Exercice 7 (★★★) : la partie entière
On note la partie entière de (le plus grand entier inférieur ou égal à ).
1. La fonction est-elle continue en ? en ?
2. Soit . Est-elle continue en ?
✏️ Correction de l'exercice 7
Question 1
En . Pour , , donc . Pour , , donc et . Les limites à gauche et à droite diffèrent.
❌ n'est pas continue en .
En . Sur l'intervalle qui contient , est constante égale à . Donc .
✅ est continue en .
Question 2
Pour , , donc . Or . Comme :
❌ n'est pas continue en : la courbe fait un saut de à .
Exercice 8 (★★★) : continuité et suites
On définit et, pour tout , .
1. Démontrer par récurrence que, pour tout , .
2. Montrer que est croissante.
3. En déduire que converge, puis déterminer sa limite en justifiant l'égalité utilisée.
✏️ Correction de l'exercice 8
Question 1
Soit la propriété : « ».
Initialisation. , donc est vraie.
Hérédité. Soit fixé tel que . Alors . La racine carrée étant strictement croissante sur : . Comme , on a : est vraie.
Conclusion.
✅ Donc pour tout .
Question 2
Pour tout :
D'après la question 1, et , donc le numérateur est positif ou nul. Le dénominateur est strictement positif. Donc .
✅ est croissante.
Question 3
La suite est croissante et majorée par . D'après le théorème de convergence monotone :
✅ elle converge vers un réel , avec (passage à la limite dans l'encadrement).
Justification de l'égalité . Soit , continue sur (composée de et de la racine carrée).
Comme avec et que est continue en , .
Or .
Par unicité de la limite, .
Comme , cela entraîne , soit , donc ou . Comme , est exclu.
✅ Donc .
🎯 Ce qui peut tomber au bac
- La continuité d'une fonction par morceaux avec un paramètre (exercices 1 à 3).
- Un prolongement par continuité après avoir levé une forme (exercice 4).
- Le lien continuité et dérivabilité (exercices 5 et 6).
- La justification de pour une suite (exercice 8).
QCM : vérifie tes acquis
10 questions, une seule bonne réponse chacune. Choisis une réponse : la correction s'affiche tout de suite. Ton score est enregistré dans Mon espace.
Question 1 sur 10
Une fonction est continue en si :
La continuité en exprime que la limite en existe et vaut .
Question 2 sur 10
La fonction valeur absolue est :
Sa courbe présente un « pic » en sans coupure : continue, mais pas de tangente unique.
Question 3 sur 10
Toute fonction dérivable sur un intervalle est :
La dérivabilité entraîne la continuité. La réciproque est fausse.
Question 4 sur 10
Soit si et si . En , la fonction est :
alors que : la limite à gauche est différente de .
Question 5 sur 10
La fonction partie entière est discontinue :
La partie entière « saute » d'une unité à chaque entier.
Question 6 sur 10
Dans l'exercice 3, avec si et si , pour quelle valeur de la fonction est-elle continue en ?
doit être égal à , donc et .
Question 7 sur 10
Dans l'exercice 4, quelle est la valeur du prolongement par continuité de en ?
Pour , , qui tend vers quand .
Question 8 sur 10
Dans l'exercice 5, avec si et si , la fonction est-elle dérivable en ?
Les deux morceaux ont le même nombre dérivé en (celui de vaut , celui de aussi) : est dérivable en .
Question 9 sur 10
Dans l'exercice 7, la fonction partie entière est-elle continue en ?
n'est pas un entier : est constante (égale à ) sur un voisinage de , donc continue en ce point.
Question 10 sur 10
Dans l'exercice 8, avec et , quelle est la limite de ?
est croissante et majorée par : elle converge vers tel que , avec , donc .
Un doute sur ce chapitre ? On en parle ensemble, sans engagement.
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