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Énoncé de la question
Soit $f$ la fonction numérique définie sur $\mathbb{R}$ par : \[\] $f(x) = \begin{cases} e^x & \text{si } x < 0 \\ \cos(x) & \text{si } x \geq 0 \end{cases}$ \[\] Choisissez l'affirmation correcte parmi les propositions :
Supporte LaTeX : $x^2$ pour inline, $$\sum_{i=1}^{n}$$ pour bloc
Explication générale
Analysons méthodiquement les propriétés de la fonction $f$ pour discriminer les propositions : \[\] **1. Continuité en 0 :** \[\] Limite à gauche : $\lim_{x\to 0^-} f(x) = e^0 = 1$. \[\] Limite à droite : $\lim_{x\to 0^+} f(x) = \cos(0) = 1$. \[\] Puisque les limites à gauche et à droite existent et sont égales à l'image $f(0)$, la fonction est continue en 0. \[\] **2. Dérivabilité en 0 :** \[\] Dérivée à gauche : $f'_g(x) = e^x \Rightarrow f'_g(0) = 1$. \[\] Dérivée à droite : $f'_d(x) = -\sin(x) \Rightarrow f'_d(0) = 0$. \[\] Les dérivées à gauche et à droite n'étant pas égales ($1 \neq 0$), la fonction n'est pas dérivable en 0 (la courbe présente un point anguleux). \[\] **3. Résolution de l'équation $f(x)=0$ :** \[\] Pour $x < 0$, l'équation $e^x = 0$ n'admet aucune solution dans les réels car la fonction exponentielle est strictement positive. \[\] Pour $x \geq 0$, l'équation $\cos(x) = 0$ admet pour solutions les valeurs $x = \frac{\pi}{2} + k\pi$ avec $k \in \mathbb{N}$. \[\] Dans l'intervalle imposé par la proposition $]-\infty, \pi]$, seule la valeur $x = \frac{\pi}{2}$ appartient au domaine. \[\] L'équation possède donc une et une seule solution sur cet intervalle.
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L'équation $f(x) = 0$ possède trois solutions dans l'intervalle $] - \infty , 2\pi]$.
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f n'est pas continue en 0.
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f est dérivable en 0.
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L'équation $f (x) = 0$ possède deux solutions dans l'intervalle $] - \infty , \pi]$.
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L'équation $f (x) = 0$ possède une et une seule solution dans l'intervalle $] - \infty , \pi]$.
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