Théorème des Valeurs Intermédiaires et Applications
Cette page se concentre sur le théorème des valeurs intermédiaires TVI et ses applications, un résultat fondamental en analyse réelle qui découle de la continuité d'une fonction sur un intervalle.
Le TVI énonce que pour une fonction f continue sur un intervalle fermé a,b, toute valeur k comprise entre fa et fb est atteinte par la fonction pour au moins un point c de l'intervalle a,b.
Définition: Soit f continue sur a,b. Pour tout k compris entre fa et fb, il existe au moins un réel c dans a,b tel que fc = k.
Ce théorème a plusieurs conséquences importantes :
- L'équation fx = k admet au moins une solution dans a,b.
- Si fa et fb sont de signes opposés, alors f s'annule au moins une fois dans l'intervalle.
Highlight: Le TVI est particulièrement utile pour prouver l'existence de solutions à des équations sans nécessairement les calculer explicitement.
Le document présente également un cas particulier important pour les fonctions strictement monotones :
Théorème: Si f est continue et strictement croissante sur a,b, alors pour tout k compris entre fa et fb, l'équation fx = k admet une unique solution dans a,b.
Cette version renforcée du TVI garantit non seulement l'existence mais aussi l'unicité de la solution, ce qui est crucial dans de nombreuses applications.
Exemple: Le TVI peut être utilisé pour démontrer que toute équation polynomiale de degré impair admet au moins une racine réelle.
La page se termine en mentionnant le concept d'intervalle image, qui est directement lié au TVI. Pour une fonction continue sur un intervalle fermé, son image est également un intervalle fermé.
Vocabulaire: La convergence uniforme suite de fonction est un concept plus fort que la convergence simple et est souvent utilisée en conjonction avec le TVI dans des démonstrations plus avancées.