Exercice LC12

Exercice Publié par admin le 19 janvier 2026
Bac Sciences MathĂ©matiques & LycĂ©e Limites et ContinuitĂ© ÉnoncĂ© avec corrigĂ© dĂ©taillĂ©

Conseil méthodologique : Cherchez attentivement cet exercice au brouillon pendant 15 à 30 minutes avant de consulter la solution détaillée ci-dessous.

ÉnoncĂ© de l'exercice :

ThéorÚme des cordes horizontales:
Soit $n \in \mathbb{N}^*$. Soit $f : [0, 1] \to \mathbb{R}$ une fonction continue telle que $f(0) = f(1)$. Démontrer qu'il existe un réel $c \in \left[0, 1 - \frac{1}{n}\right]$ tel que : \[ f\left(c + \frac{1}{n}\right) = f(c) \]
Indication pour la résolution
Pour démontrer ce résultat, on introduit classiquement la fonction auxiliaire $g$ définie sur $\left[0, 1 - \frac{1}{n}\right]$ par : \[ g(x) = f\left(x + \frac{1}{n}\right) - f(x) \]
  1. Calculer la somme $\sum_{k=0}^{n-1} g\left(\frac{k}{n}\right)$.
  2. Utiliser un raisonnement par l'absurde.
Solution Détaillée & Corrigé Pas à Pas Corrigé complet
ThéorÚme des cordes horizontales

  • Posons $g(x) = f\left(x + \frac{1}{n}\right) - f(x)$ sur $[0, 1 - \frac{1}{n}]$.

  • 1. Calcul de la somme :

    $\sum_{k=0}^{n-1} g\left(\frac{k}{n}\right) = \sum_{k=0}^{n-1} [f(\frac{k+1}{n}) - f(\frac{k}{n})] = f(1) - f(0) = 0$.

  • 2. Conclusion par l'absurde :

    Si $g$ ne s'annule pas, alors par continuité elle garde un signe constant sur son intervalle.
    Si $(\forall x), g(x) > 0$ (resp. $< 0$), alors la somme $\sum_{k=0}^{n-1} g\left(\frac{k}{n}\right)$ serait strictement positive (resp. négative).
    Ceci est impossible car la somme est nulle.
    Il existe donc $c \in [0, 1 - \frac{1}{n}]$ tel que $g(c) = 0$.