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Soit $f$ la fonction définie sur $\mathbb R$ par
\[f(x)=\begin{cases}
3+x\ \text{si}\ x\le -1
\\
x^2+x\ \text{si}\ x>-1
\end{cases}
\]
1.
Représenter graphiquement la fonction $f$.
Corrigé
Sur $]-\infty;-1]$, $f$ est assimilable à une fonction affine,
donc représentée par une demi-droite de coefficient directeur $1$
et qui, prolongée, passerait pas le point de coordonnées $(0;3)$.
Sur $]-1;+\infty[$, $f$ est assimilable à une fonction polynôme, donc
représentée par un arc de parabole.
Le sommet de cette parabole admet pour coordonnées :
\[\begin{aligned}
x &= -\frac b{2a} = -\frac 1 2\;;&
\\
y &= f\left(-\frac 1 2\right) = \left(-\frac 1 2\right)^2 -\frac 1 2
= \frac 1 4 - \frac 1 2 = -\frac 1 4.&
\end{aligned}\]
De plus
\[\begin{aligned}
f(1) &= 1^2 + 1= 2&
\\
f(2) &=2^2+2=4+2 = 6.&
\end{aligned}\]
On obtient donc la figure ci-dessous.
2.
$f$ est-elle continue sur $\mathbb R$?
Corrigé
Sur $]-\infty;-1]$, $f$ est une fonction affine donc continue.
De même, sur $]-1;+\infty[$, $f$ est une fonction polynôme donc
aussi continue.
Par contre, en −1 :
\[
\lim_{x\to-1^+} f(x)=\lim_{x\to -1^+} x^2 + x = (-1)^2 + (-1) = 1-1 = 0.
\]
Puisque
\[\lim_{x\to1^+} f(x) \neq f(1)\]
il y a une discontinuité au point d'abscisse $-1$.
Donc $f$ n'est pas continue sur $\mathbb R$.
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