Adloun

Dérivable sans dérivée continue

Exercice · niveau 2 · mathématiques approfondies (ECG 1re année), chapitre 5 — Fonctions réelles d'une variable réelle · Dérivation et accroissements finis

Énoncé

Soit définie par pour et . Montrer que est dérivable en . Le théorème du prolongement de la dérivée s'applique-t-il ?

Corrigé

Dérivabilité en . Le taux d'accroissement vaut

et . Par encadrement, la limite existe et vaut : est dérivable en , avec .

Le théorème du prolongement ne s'applique pas. Pour ,

Le premier terme tend vers , mais n'a pas de limite en : il oscille entre et indéfiniment. Donc n'a pas de limite en , et l'hypothèse du théorème est en défaut.

Et pourtant est dérivable en . Il n'y a là aucune contradiction : le théorème donne une condition suffisante, non nécessaire. Quand a une limite au bord, on conclut ; quand elle n'en a pas, on ne conclut rien — il faut revenir au taux d'accroissement, ce que nous avons fait.

Ce que l'exemple montre en plus : est dérivable partout, mais n'est pas continue en . Une fonction dérivable n'est donc pas forcément de classe — le programme signale d'ailleurs qu'on n'étudiera pas d'autre exemple de ce genre.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.