Soit f et g deux fonctions continues en un réel a.

 

Démontrer, en utilisant la définition du cours, que les fonctions  et  sont également continues en a.

 

 

 

 

Analyse

 

Deux résultats classiques (que l’on pourrait aisément généraliser en un seul en considérant la fonction , k et  étant deux réels) qui permettent de se familiariser avec la manipulation des «  » et comprendre l’objectif principal associé à la définition de la continuité : on se donne un réel strictement positif (généralement noté  ) et on en cherche un autre (généralement noté  ) tel que …

 

 

 

Résolution

 

Nous supposons donc que les fonctions f et g sont continues en a. On a donc  et .

 

La première démonstration fait appel à « l’inégalité triangulaire » classique :

Pour tous réels x et y :  

 

Soit  un réel fixé strictement positif. Considérons .

La continuité des fonctions f et g en a nous permet d’affirmer que :

 

·        Il existe un réel  tel que .

·        Il existe un réel  tel que .

 

Posons alors . Pour tout réel x tel que , on a :

 

 

Ainsi, la fonction  est continue en a et on a :

 

 

 

Pour démontrer que la fonction  est continue en a, on peut procéder comme précédemment en utilisant :

Pour tous réels x et y :  

 

La majoration s’écrira cette fois :

 

 

Mais on peut aussi, de façon équivalente, établir le résultat intermédiaire :

Si la fonction f est continue en a alors la fonction  est continue en a

 

Ce résultat est simple.

Soit  un réel fixé strictement positif.

La continuité de la fonction f en a nous permet d’affirmer qu’il existe un réel  tel que .

Or, on a : .

On a donc : .

La fonction  est donc bien continue en a.

 

(plus généralement, si la fonction f est continue en a, alors pour tout réel k, la fonction kf est également continue en a et on a :  )

 

La somme  est alors, d’après le premier résultat, continue en a.

 

 

 

Résultat final

 

 

Si f et g sont deux fonctions continues en a alors les fonctions  et  sont également continues en a.