Critères d'intégrabilité Une fonction réglée est intégrable sur un intervalle fermé. En particulier on en déduit que les fonctions continues, continues par morceaux, monotones ou encore à variations bornées sont toutes intégrables sur un intervalle fermé.
Définition intuitive : Une fonction est continue sur un intervalle, si sa courbe représentative peut se tracer sans lever le crayon.
Soit I un intervalle de R et f:I→R f : I → R . On dit que f est uniformément continue si ∀ε>0, ∃η>0, ∀(x,y)∈I2, |x−y|<η⟹|f(x)−f(y)|<ε.
Soit f, une fonction intégrable sur I. Si f est une fonction à valeurs réelles, alors f + et f − sont intégrables sur I. Si f est une fonction à valeurs complexes, alors Re(f ) et Im(f ) sont intégrables sur I.
Dire que f est continue en a revient à dire qu'elle l'est à droite et à gauche en a. La fonction f est dite continue (sur I) si elle est continue en tout point a de I. Une fonction qui présente des « sauts » est discontinue.
Pour démontrer qu'on ne peut pas prolonger une fonction f en un point a, on peut trouver deux suites (un) et (vn) qui tendent vers a telles que (f(un)) ( f ( u n ) ) et (f(vn)) ( f ( v n ) ) admettent des limites différentes (voir cet exercice).
Soit f une fonction définie sur un intervalle I, et x0 ∈ I. Dire que f est continue en x0 signifie que . Dire que f est discontinue en x0 signifie que f n'est pas continue en x0.
Définition : Une fonction localement intégrable sur est une fonction intégrable sur tout intervalle fermé borné contenu dans . Par exemple si I = [ a , + ∞ [ cela signifie que, pour tout , l'intégrale existe ∫ a x f ( t ) d t , ou encore que la fonction F : x ↦ ∫ a x f ( t ) d t est définie sur l'intervalle .
Théorème : L'intégrale sur un segment d'une fonction continue de signe constant est nulle si et seulement si cette fonction est nulle. Proposition : Soit f:[−a,a]→C f : [ − a , a ] → C une fonction continue par morceaux.
Définition 4.2.1 - Intégrable au sens de Riemann. Une fonction f : [a, b] → R est dite intégrable au sens de Riemann (on dit aussi Riemann-intégrable sur [a, b]) si, pour tout ε > 0, il existe des fonctions étagées uε et vε ∈ E([a, b]) telles que : (i) uε 6 f 6 vε .
Théorème Soit f une fonction définie sur un intervalle I et a ∈ I. Si f est dérivable en a Alors f est continue en a. f(x) = f(a), et donc que f est donc continue en a.
Toutes les fonctions n'ont pas de primitive. Et une primitive, si elle existe, n'est jamais unique : elle n'est définie qu'à une constante près. Le théorème suivant garantit l'existence d'une primitive lorsque la fonction est continue.
Soit f une fonction de deux variables réelles à valeurs réelles et soit D un sous ensemble de R2. On dit que f est continue sur (l'ensemble) D si et seulement si elle est continue en chacun des points de D. f + g est continue en (x0, y0). fg est continue en (x0, y0).
On détermine la limite d'une fonction définie par morceaux à la frontière entre les deux morceaux. Ici les limites à droite et à gauche ne sont pas égales, et donc la limite cherchée n'existe pas.
Dérivabilité et continuité
La dérivabilité d'une fonction ne se cherche donc qu'en des points où la fonction est déjà continue. La réciproque de cette affirmation est fausse : il existe des fonctions continues en a mais non dérivables en ce point.
L'intégrale de la fonction nulle est nulle sur tout intervalle inclus dans l'ensemble des réels ; les primitives de la fonction nulle (sur ℝ) sont donc les fonctions constantes.
Une fonction réelle f est nulle part continue si son extension hyperréelle naturelle a la propriété que chaque x est infiniment proche d'un y tel que la différence f(x) − f(y) est appréciable (c'est-à-dire non infinitésimale ).
La différence entre primitive et intégrale est qu'une primitive est une fonction tandis qu'une intégrale est un réel exprimé comme une aire algébrique (pouvant être négatif).
Si pour une valeur donnée de x, vous trouvez f(x) != 0, vous avez démontré que f(x) n'est pas la fonction nulle, mais dans le cas contraire, c'est moins évident.
Si la fonction f est impaire, sa courbe représentative est symétrique par rapport à l'origine. L'intégrale entre a et -a est nulle car l'aire comprise entre -a et 0 aura un signe moins alors que celle entre 0 et a aura la même valeur mais avec un signe +.
Définition : Continuité d'une fonction sur un intervalle ou un ensemble. On dit qu'une fonction est continue sur un intervalle (ou un ensemble) si elle est continue en chaque point de l'intervalle (ou de l'ensemble). Que nous indique la continuité sur un intervalle sur la courbe représentative de la fonction ?
On dit qu'une fonction est continue sur un intervalle si elle est continue en tout point de l'intervalle. Aux extrémités de l'intervalle, il faut comprendre continue par continue à droite ou continue à gauche.
Si toute dérivée partielle de f existe et est continue sur D on dit que f est de classe C1 sur D et on écrit f 2 C1(D). D un ouvert de Rn, f : D 7! R et x0 2 D. Si f est de classe C1 au voisinage de x0 alors elle est différentiable au point x0.
On retiendra qu'une intégrale peut être positive ou négative mais qu'une aire, elle, est toujours positive.