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