- Donner le domaine de définition de $f$
- $f$ est-elle prolongeable par continuité aux points -1 et 1
- $f$ admet-elle un prolongement par continuité en 0
Bac Sciences Mathématiques & Lycée
Limites et Continuité
ĂnoncĂ© 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.
ĂnoncĂ© de l'exercice :
On considÚre la fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ par :
\[ f(x) =
\frac{1}{\ln |x|}\\
\]
Solution Détaillée & Corrigé Pas à Pas Corrigé complet
1. Domaine de définition
La fonction $f$ est définie si et seulement si :- L'argument du logarithme est strictement positif : $|x| > 0$, ce qui implique $x \neq 0$.
- Le dénominateur est non nul : $\ln |x| \neq 0$, ce qui implique $|x| \neq 1$, soit $x \neq 1$ et $x \neq -1$.
2. Prolongement par continuité en -1 et 1
Ătudions la limite de $f$ en 1 :- Si $x \to 1^+$, $|x| \to 1^+$, alors $\ln |x| \to 0^+$. Par suite, $\lim_{x \to 1^+} f(x) = +\infty$.
- Si $x \to 1^-$, $|x| \to 1^-$, alors $\ln |x| \to 0^-$. Par suite, $\lim_{x \to 1^-} f(x) = -\infty$.
Puisque la fonction est paire ($f(x) = f(-x)$), les limites en -1 sont également infinies : \[ \lim_{x \to -1^+} f(x) = -\infty \quad \text{et} \quad \lim_{x \to -1^-} f(x) = +\infty \] Conclusion : La fonction $f$ n'admet pas de prolongement par continuité ni en 1 ni en -1.
3. Prolongement par continuité en 0
Ătudions la limite de $f$ lorsque $x$ tend vers 0 :Lorsque $x \to 0$, on a $|x| \to 0^+$.
On sait que $\lim_{u \to 0^+} \ln(u) = -\infty$.
Par consĂ©quent : \[ \lim_{x \to 0} \ln |x| = -\infty \] D'oĂč : \[ \lim_{x \to 0} \frac{1}{\ln |x|} = 0 \] La limite est finie et unique.
Conclusion : La fonction $f$ admet un prolongement par continuité en 0 en posant $f(0) = 0$.