Comment additionner deux fonctions ?

L’Addition Harmonieuse des Fonctions : Une Exploration Simple et Profonde

L’addition de fonctions, une opération fondamentale en mathématiques, peut sembler triviale à première vue. Pourtant, derrière cette simplicité apparente se cachent des subtilités intéressantes concernant le domaine de définition de la fonction résultante. Cet article explore en détail comment additionner deux fonctions, en soulignant les points cruciaux à ne pas négliger.

L’Opération Fondamentale : Additionner f(x) et g(x)

L’addition de deux fonctions, f(x) et g(x), est une opération intuitive. Pour obtenir la fonction somme, notée généralement (f+g)(x), il suffit d’additionner les expressions algébriques de chaque fonction pour une même valeur de x :

(f+g)(x) = f(x) + g(x)

Par exemple, si f(x) = x² et g(x) = 2x + 1, alors (f+g)(x) = x² + 2x + 1. C’est aussi simple que cela. On remplace chaque occurrence de x dans les expressions de f(x) et g(x) par la même variable x et on procède à l’addition algébrique.

Le Domaine de Définition : Un Point Crucial à Considérer

L’aspect moins immédiat, mais tout aussi important, réside dans le domaine de définition de la fonction somme (f+g)(x). Ce domaine n’est pas simplement la réunion des domaines de f(x) et g(x), mais plutôt leur intersection.

En d’autres termes, la fonction somme (f+g)(x) est définie uniquement pour les valeurs de x qui appartiennent simultanément au domaine de définition de f(x) et au domaine de définition de g(x). Si une valeur de x est exclue du domaine de f(x) ou de g(x), elle sera automatiquement exclue du domaine de (f+g)(x).

Exemple Illustratif :

Considérons f(x) = 1/x, dont le domaine est ℝ{0} (tous les nombres réels sauf 0), et g(x) = √x, dont le domaine est [0, +∞[ (tous les nombres réels positifs ou nuls).

Le domaine de (f+g)(x) = 1/x + √x sera l’intersection de ces deux domaines, soit ]0, +∞[ (tous les nombres réels strictement positifs). En effet, pour x = 0, g(x) est défini mais f(x) ne l’est pas, et pour x < 0, ni f(x) ni g(x) ne sont définis.

Conclusion : Au-delà de la Simple Addition

L’addition de fonctions est une opération élémentaire, mais l’attention portée à son domaine de définition est essentielle pour une compréhension complète et rigoureuse. Omettre cette considération peut conduire à des erreurs d’interprétation et à des résultats invalides. En comprenant la règle d’intersection des domaines, on assure la cohérence et la validité des opérations effectuées sur les fonctions. Ce principe s’applique de manière analogue à la soustraction, la multiplication et la division des fonctions, renforçant l’importance de la maîtrise du domaine de définition dans l’analyse des fonctions.