Exercice 11-03
Montrer analytiquement l'égalité ci-dessous: \[ \arctan(x)+\arctan(1/x)= \begin{cases} +\frac{\pi}{2}\,,& x>0\,,\\ -\frac{\pi}{2}\,,& x<0 \,. \end{cases} \]

on peut essayer de voir si sa dérivée s'annule sur cet intervalle.

on peut trouver la valeur de cette constante en évaluant la fonction en n'importe quel point de cet intervalle.

Remarquons pour commencer que \(f(x)=\arctan(x)+\arctan(1/x)\) est dérivable en tout \(x\neq 0\), et \[ f'(x)=\frac{1}{1+x^2}+\frac{1}{1+(\frac1x)^2}\cdot (-\frac{1}{x^2})=0\,. \] En considérant par exemple \(f\) sur l'intervalle \(]0,+\infty[\), on peut appliquer un théorème vu au cours (Conséquence 2): sa dérivée étant nulle sur l'intervalle, il existe une constante \(C\) telle que \(f(x)=C\) pour tout \(x\in ]0,\infty[\). On trouve la valeur de cette constante en calculant par exemple \[ C=f(1)=2\arctan(1)=\frac{\pi}{2}\,. \] En procédant de même sur \(]-\infty,0[\), on trouve que \(f(x)=-\frac{\pi}{2}\) pour tout \(x< 0\).