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Cours dAnalyse 1 Prof: Rachid Bahloul

Les SuitesLim itesdes fonctions num eriquesde la va riabler eelleF onctionsContinues F onctionsd erivablesF onctionshyp erboliquesD eveloppementslimit esEtude de courb espa rametrees

Cours d'Analyse 1

Prof : Rachid Bahloul

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Les SuitesLim itesdes fonctions num eriquesde la va riabler eelleF onctionsContinues F onctionsd erivablesF onctionshyp erboliquesD eveloppementslimit esEtude de courb espa rametrees

1Les Suites2Limites des fonctions numeriques de la variable reelle3Fonctions Continues4Fonctions derivables5Fonctions hyperboliques6Developpements limites7Etude de courbes parametrees2/45

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Ch 1 : Les suites

Denition:

- Une suite est une applicationudeNdansR. - Pourn2N, on noteu(n) parunet on l'appelle n-eme terme ou terme general de la suite.Exemple

1. (pn)n0est la suite de termes : 0;1;p2;p3;::::

2. (1)nest la suite de termes : +1, - 1, +1, - 1,...Suite majoree, minoree, bornee

Denition

Soit (un)n2Nune suite.

- (un)n2Nest majoree si9M2R:8n2NunM - (un)n2Nest minoree si9m2R:8n2Nunm - (un)n2Nest bornee si elle est majoree et minoree, ce qui revient a dire :

9M2R:8n2Njunj M

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Ch 1 : Les suites

Denition:

- Une suite est une applicationudeNdansR. - Pourn2N, on noteu(n) parunet on l'appelle n-eme terme ou terme general de la suite.Exemple

1. (pn)n0est la suite de termes : 0;1;p2;p3;::::

2. (1)nest la suite de termes : +1, - 1, +1, - 1,...Suite majoree, minoree, bornee

Denition

Soit (un)n2Nune suite.

- (un)n2Nest majoree si9M2R:8n2NunM - (un)n2Nest minoree si9m2R:8n2Nunm - (un)n2Nest bornee si elle est majoree et minoree, ce qui revient a dire :

9M2R:8n2Njunj M

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Ch 1 : Les suites

Denition:

- Une suite est une applicationudeNdansR. - Pourn2N, on noteu(n) parunet on l'appelle n-eme terme ou terme general de la suite.Exemple

1. (pn)n0est la suite de termes : 0;1;p2;p3;::::

2. (1)nest la suite de termes : +1, - 1, +1, - 1,...Suite majoree, minoree, bornee

Denition

Soit (un)n2Nune suite.

- (un)n2Nest majoree si9M2R:8n2NunM - (un)n2Nest minoree si9m2R:8n2Nunm - (un)n2Nest bornee si elle est majoree et minoree, ce qui revient a dire :

9M2R:8n2Njunj M

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Denition :Soit (un)n2Nune suite.

- (un)n2Nest croissante si8n2N:un+1un. - (un)n2Nest decroissante si8n2N:un+1un - (un)n2Nest monotone si elle est croissante ou decroissante 3/45

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Limite nie, limite innie

Dedinition :Soit (un)n2Nune suite. La suite (un)n2Na pour limitel2Rsi : pour tout" >0, il existe un entier natureln0tel que sinn0alorsjunlj ":

8" >09n02N(8n2N) (nn0) junlj< ")

On dit aussi que la suite (un)n2Ntend versl.

Dedinition :

1. La suite (un)n2Ntend vers +1et on note limn!+1un= +1

si :

8A>09n02N(8n2N) (nn0)un>A)

2. La suite (un)n2Ntend vers1et on note limn!+1un=1

si :

8A>09n02N(8n2N) (nn0)un 4/45

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Denition :Une suite (un)n2Nest convergente si elle admet une limite nie. Elle est divergente sinon (c'est-a-dire soit la suite tend

vers1, soit elle n'admet pas de limite).Proposition :Si une suite est convergente, sa limite est unique.Proposition :Toute suite convergente est bornee.5/45

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Denition :Une suite (un)n2Nest convergente si elle admet une limite nie. Elle est divergente sinon (c'est-a-dire soit la suite tend

vers1, soit elle n'admet pas de limite).Proposition :Si une suite est convergente, sa limite est unique.Proposition :Toute suite convergente est bornee.5/45

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Denition :Une suite (un)n2Nest convergente si elle admet une limite nie. Elle est divergente sinon (c'est-a-dire soit la suite tend

vers1, soit elle n'admet pas de limite).Proposition :Si une suite est convergente, sa limite est unique.Proposition :Toute suite convergente est bornee.5/45

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Suites arithmitiques

Une suite (un)n2Nest une suitearithmetiques'il existe un nombre rtel que pour tout entiern, on a : u n+1un=r Le nombrerest appeleraisonde la suiteProposition: Soit (un)n2Nune suite arithmetique de raisonret de premier termeu0. Alors Pour tout entier naturelnon a : u n=u0+nru n=up+ (np)r Proposition: Soient (un)n2Nune suite arithmetique de raisonret de premier termeu0etSn=u0+u1+u2+:::+un. Alors S n=n+12(u0+un)6/45

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Suites arithmitiques

Une suite (un)n2Nest une suitearithmetiques'il existe un nombre rtel que pour tout entiern, on a : u n+1un=r Le nombrerest appeleraisonde la suiteProposition: Soit (un)n2Nune suite arithmetique de raisonret de premier termeu0. Alors Pour tout entier naturelnon a : u n=u0+nru n=up+ (np)r Proposition: Soient (un)n2Nune suite arithmetique de raisonret de premier termeu0etSn=u0+u1+u2+:::+un. Alors S n=n+12(u0+un)6/45

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Suites arithmitiques

Une suite (un)n2Nest une suitearithmetiques'il existe un nombre rtel que pour tout entiern, on a : u n+1un=r Le nombrerest appeleraisonde la suiteProposition: Soit (un)n2Nune suite arithmetique de raisonret de premier termeu0. Alors Pour tout entier naturelnon a : u n=u0+nru n=up+ (np)r Proposition: Soient (un)n2Nune suite arithmetique de raisonret de premier termeu0etSn=u0+u1+u2+:::+un. Alors S n=n+12(u0+un)6/45

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Suites geometrique

Une suite (vn)n2Nest une suitegeometriques'il existe un nombre qtel que pour tout entiern, on a : v n+1=qvn Le nombreqest appele raison de la suiteProposition: Soit (vn)n2Nune suite geometrique de raisonqet de premier termev0. Alors Pour tout entier naturelnon a : v n=qnv0v n=qnpvp7/45

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Suites geometrique

Une suite (vn)n2Nest une suitegeometriques'il existe un nombre qtel que pour tout entiern, on a : v n+1=qvn Le nombreqest appele raison de la suiteProposition: Soit (vn)n2Nune suite geometrique de raisonqet de premier termev0. Alors Pour tout entier naturelnon a : v n=qnv0v n=qnpvp7/45

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Suites geometrique

Une suite (vn)n2Nest une suitegeometriques'il existe un nombre qtel que pour tout entiern, on a : v n+1=qvn Le nombreqest appele raison de la suiteProposition: Soit (vn)n2Nune suite geometrique de raisonqet de premier termev0. Alors Pour tout entier naturelnon a : v n=qnv0v n=qnpvp7/45

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Proposition: Soit (vn)n2Nune suite geometrique de raisonqet de premier terme non nulv0.

Pourv0>0

Si q>1 alors la suite (vn)n2Nest croissante.

Si 0

Pourv0<0

Si q>1 alors la suite (vn)n2Nest decroissante.

Si 0 0 v n+1vn=qn+1v0qnv0=qnv0(q1). Siq>1 alorsvn+1vn>0 et la suite (vn)n2Nest croissante.

Siq<1 alorsvn+1vn<0 et la suite (vn)n2Nest decroissante.Exemple: La suite geometrique (vn)n2Ndenie parvn=3nest

decroissante car le premier terme est negatif et la raison est superieure a 1.8/45

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Proposition: Soit (vn)n2Nune suite geometrique de raisonqet de premier terme non nulv0.

Pourv0>0

Si q>1 alors la suite (vn)n2Nest croissante.

Si 0

Pourv0<0

Si q>1 alors la suite (vn)n2Nest decroissante.

Si 0 0 v n+1vn=qn+1v0qnv0=qnv0(q1). Siq>1 alorsvn+1vn>0 et la suite (vn)n2Nest croissante.

Siq<1 alorsvn+1vn<0 et la suite (vn)n2Nest decroissante.Exemple: La suite geometrique (vn)n2Ndenie parvn=3nest

decroissante car le premier terme est negatif et la raison est superieure a 1.8/45

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Proposition: Soit (vn)n2Nune suite geometrique de raisonqet de premier terme non nulv0.

Pourv0>0

Si q>1 alors la suite (vn)n2Nest croissante.

Si 0

Pourv0<0

Si q>1 alors la suite (vn)n2Nest decroissante.

Si 0 0 v n+1vn=qn+1v0qnv0=qnv0(q1). Siq>1 alorsvn+1vn>0 et la suite (vn)n2Nest croissante.

Siq<1 alorsvn+1vn<0 et la suite (vn)n2Nest decroissante.Exemple: La suite geometrique (vn)n2Ndenie parvn=3nest

decroissante car le premier terme est negatif et la raison est superieure a 1.8/45

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Soient (vn)n2Nune suite geometrique de raisonqet de premier termev0etSn=v0+v1+v2+:::+vn. Alors S n=v01qn+11q

Suites adjacentes:

denition: Soient (un)n2Net (vn)n2Ndeux suites. Elles sont adjacentes si elles verient les conditions suivantes :

1. L'une est croissante

2. L'autre est decroissante

3. lim

n!+1(unvn) = 0. 9/45

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Denition: Soitx02I(un intervalle deR).fadmet enx0la limitelsi:

8" >09 >08x2I[0

On note:

limx!x0f(x) =lDenition( Limite a droite) Soitx02I(un intervalle deR).fadmet a droite dex0la limitel1 si:

8" >09 >08x2I[0

On note:

lim x!x+

0f(x) =l1=f(x+0)10/45

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Denition: Soitx02I(un intervalle deR).fadmet enx0la limitelsi:

8" >09 >08x2I[0

On note:

limx!x0f(x) =lDenition( Limite a droite) Soitx02I(un intervalle deR).fadmet a droite dex0la limitel1 si:

8" >09 >08x2I[0

On note:

lim x!x+

0f(x) =l1=f(x+0)10/45

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Denition( Limite a gauche)

Soitx02I(un intervalle deR).fadmet a droite dex0la limitel2 si:

8" >09 >08x2I[0

On note:

lim x!x

0f(x) =l2=f(x0)Theoreme: La fonctionfadmet une limitel2Ren un point

x

02Isi et seulement sifadmet une limite a droite et une limite a

gauche enx0et que ces deux limites sont egales al.Demonstration: Supposons quefadmet une limitelenx0.

Donc par denition:

8" >09 >08x2I[0

8" >09 >08x2I[0 et 11/45

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Denition( Limite a gauche)

Soitx02I(un intervalle deR).fadmet a droite dex0la limitel2 si:

8" >09 >08x2I[0

On note:

lim x!x

0f(x) =l2=f(x0)Theoreme: La fonctionfadmet une limitel2Ren un point

x

02Isi et seulement sifadmet une limite a droite et une limite a

gauche enx0et que ces deux limites sont egales al.Demonstration: Supposons quefadmet une limitelenx0.

Donc par denition:

8" >09 >08x2I[0

8" >09 >08x2I[0 et 11/45

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Denition( Limite a gauche)

Soitx02I(un intervalle deR).fadmet a droite dex0la limitel2 si:

8" >09 >08x2I[0

On note:

lim x!x

0f(x) =l2=f(x0)Theoreme: La fonctionfadmet une limitel2Ren un point

x

02Isi et seulement sifadmet une limite a droite et une limite a

gauche enx0et que ces deux limites sont egales al.Demonstration: Supposons quefadmet une limitelenx0.

Donc par denition:

8" >09 >08x2I[0

8" >09 >08x2I[0 et 11/45

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Denition( Limite a gauche)

Soitx02I(un intervalle deR).fadmet a droite dex0la limitel2 si:

8" >09 >08x2I[0

On note:

lim x!x

0f(x) =l2=f(x0)Theoreme: La fonctionfadmet une limitel2Ren un point

x

02Isi et seulement sifadmet une limite a droite et une limite a

gauche enx0et que ces deux limites sont egales al.Demonstration: Supposons quefadmet une limitelenx0.

Donc par denition:

8" >09 >08x2I[0

8" >09 >08x2I[0 et 11/45

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8" >09 >08x2I[0 Donc

8" >091>08x2I[0 et

8" >092>08x2I[0

8" >09 >08x2I[0

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8" >09 >08x2I[0 Donc

8" >091>08x2I[0 et

8" >092>08x2I[0

8" >09 >08x2I[0

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8" >09 >08x2I[0 Donc

8" >091>08x2I[0 et

8" >092>08x2I[0

8" >09 >08x2I[0

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8" >09 >08x2I[0 Donc

8" >091>08x2I[0 et

8" >092>08x2I[0

8" >09 >08x2I[0

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Proprietes des limites

Propriete: Soientfetgdeux fonctions denies sur un intervalle IdeRet admettant des limites niesl1etl2en un pointx02I.

Alors:1limx!x0(f(x) +g(x)) = limx!x0f(x) + limx!x0g(x) =l1+l22limx!x0(f(x)) =limx!x0f(x) =l1, pour tout2R3limx!x0f(x)g(x) = limx!x0f(x)limx!x0g(x) =l1l2.Theoreme: Soitfune fonction denie surI(sauf peut ^etre au

pointx02I) et admettant une limite nielenx0. Sif0 alors. lim x!x0pf(x) =lExemple : On a lim x!3x29x3= limx!3(x+ 3) = 6.

Donc lim

x!3qx

29x3=p6:13/45

Prof : R.Bahloul Cours d'Analyse 1 SMPC S1

Les SuitesLim itesdes fonctions num eriquesde la va riabler eelleF onctionsContinues F onctionsd erivablesF onctionshyp erboliquesD eveloppementslimit esEtude de courb espa rametrees

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pointx02I) et admettant une limite nielenx0. Sif0 alors. lim x!x0pf(x) =lExemple : On a lim x!3x29x3= limx!3(x+ 3) = 6.

Donc lim

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