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