Etudier la continuité de la fonction f définie par :
La présence de la fonction partie entière nous conduit à
distinguer l’étude de la continuité sur les intervalles de la forme (
) de celle de la continuité aux abscisses entières.
Notons, dans un premier temps, que la fonction f est définie
sur en tant que produit de deux fonctions (la
fonction partie entière et la fonction
) définies sur cet ensemble (
ne s’annule pas sur
).
Nous nous plaçons d’abord sur un intervalle de la forme (
).
Pour tout réel x de cet intervalle, on a : et donc :
.
La fonction est continue sur
comme fonction affine. Elle est à fortiori
continue sur l’intervalle
et il en va de même pour la fonction f.
Etudions maintenant la continuité de f en un point d’abscisse entière.
Soit donc .
On a :
.
Pour tout réel x de l’intervalle ,
on a :
et
.
On en déduit : .
Pour tout réel x de l’intervalle ,
on a :
et
.
On en déduit : .
On vient d’établir : et
.
On aura donc la continuité de la fonction f pour si, et seulement si, on a :
Résolvons donc l’équation :
On a :
Le premier facteur nous fournit directement .
Cette première solution aurait pu être trouvée plus rapidement puisqu’il s’agit
en fait de la valeur annulant le facteur
dans l’expression de
.
Il convient maintenant de résoudre l’équation
en gardant présent à l’esprit le fait que nous
cherchons des solutions entières (
).
Le discriminant s’écrit : .
Les racines de l’équation s’écrivent alors :
et
Les deux solutions obtenues sont entières.
On en déduit que la fonction f est continue en ,
et
mais discontinue pour toute autre valeur
entière.
La
fonction f est continue sur tout intervalle de la forme : avec
et en
,
et
.
A titre de complément, nous fournissons ci-dessous une représentation graphique de la fonction f.
