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Niveau terminale
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Dérivabilité

Posté par
mercurial17
31-12-11 à 11:59

Bonjour, J'ai exercice de maths à faire et je bloque sur une question.
Voici la fonction :   f_{n}(x) = x^{n+\frac{1}{2}}(1-x)^{\frac{1}{2}} si x appartient à ]0;1[ et f_{n}(0) = f_{n}(1) = 1

On me demande de démontrer que f_n est dérivable en 0 et de déterminer f'_n(0). On me demande d'interpréter graphiquement le résultat.

J'ai essayé les deux formules avec les limites mais ça ne me mène à rien, j'ai essayé avec h>0 et h<0 et d'un côté cela fait 0 et de l'autre ce n'est pas défini donc je ne sais pas comment faire.
Merci d'avance pour vos éclaircissements.

Posté par
mercurial17
re : Dérivabilité 31-12-11 à 12:04

n est un entier naturel donc supérieur ou égal à 0, je n'aurais pas de problème si n était strictement supérieur à 0

Posté par
dhalte
re : Dérivabilité 31-12-11 à 12:28

je peux te confirmer que pour n=0, f_0(x)=x^{\frac12}(1-x)^{\frac12} n'est pas dérivable en 0
il s'agit de l'équation du demi-cercle centré en (\frac12;0), de rayon \frac12, et géométriquement la tangente existe, mais elle est verticale

Posté par
mercurial17
re : Dérivabilité 31-12-11 à 12:46

En effet, à la première question, on me demande de démontrer que c'est un demi-cercle, je pense que ce que j'ai fait est juste.
On me demande de démontrer que c'est dérivable en 0, donc ça veut dire que ça l'est. Or pour n=0 ça ne l'est pas, est-ce que je dit que c'est dérivable pour n différent de 0 même si on me demande pour tout n ?

Posté par
dhalte
re : Dérivabilité 31-12-11 à 13:27

On me demande de démontrer que c'est dérivable en 0, donc ça veut dire que ça l'est.
je vais te surprendre : même un énoncé de maths de Terminale peut parfois se tromper. Heureusement, cela reste rare.

je corrige donc ton assertion :
donc ça veut dire que ça l'est ou éventuellement que l'énoncé se trompe, ou éventuellement que je n'ai pas compris ou bien lu la question.

en bref : f_n(x) est dérivable en 0 pour tout entier n\ge1

Posté par
mercurial17
re : Dérivabilité 31-12-11 à 13:49

merci pour ta réponse, ensuite on me demande d'étudier la dérivabilité en 1 et là par contre c'est encore plus dur: en essayant les deux formules je tombe soit sur \lim_{h \to 0}\frac{(1+h)^{n}(-h-h^{2})^{\frac{1}{2}}}{h}
soit sur \lim_{x \to 1}\frac{h^{n}(h-h^{2})^\frac{1}{2}}{h-1}

Je ne vois pas comment simplifier et donc je n'arrive pas à voir si c'est dérivable.
Je tiens à préciser que cette fois on ne me demande pas de démontrer, la question est simplement est-ce dérivable en 1? donc on ne sais pas si c'est dérivable ou pas.

Posté par
dhalte
re : Dérivabilité 31-12-11 à 17:08

tu te compliques l'existence
f_n(x)=x^{n+\frac12}(1-x)^{\frac12}
 \\ f_n(1)=0

soit h>0, posons x=1-h

Le taux d'accroissement "à gauche" au voisinage de 1 de f_n est

\Delta(h)=\frac{f_n(1-h)-f_n(1)}h

\Delta(h)=\frac{(1-h)^{n+\frac12}h^{\frac12}}h

et là, on simplifie \frac{h^{\frac12}}{h}=\frac1{h^{\frac12}}

\Delta(h)=\frac{(1-h)^{n+\frac12}}{h^{\frac12}}

et alors il vient immédiatement

\lim_{\underset{h<0}{h\rightarrow0}}\Delta(h)=+\infty

Posté par
mercurial17
re : Dérivabilité 31-12-11 à 17:31

je ne comprend pas pourquoi on pose x = 1-h
et je ne comprend pas pourquoi on obtient +infini quand h<0 alors qu'un nombre négatif à la puissance 1/2 est impossible

Posté par
dhalte
re : Dérivabilité 31-12-11 à 17:38

erreur de frappe au clavier sur la dernière ligne
j'ai bien posé dès la troisième ligne : h>0

lire la dernière ligne ainsi :

 \\ \lim_{\underset{h>0}{h\rightarrow0}}\Delta(h)=+\infty

Posté par
mercurial17
re : Dérivabilité 31-12-11 à 17:45

ah d'accord, mais je ne comprend pas pourquoi on pose x = 1-h

Posté par
dhalte
re : Dérivabilité 31-12-11 à 17:57

là, c'est plus embêtant pour toi

habituellement, tu as consciencieusement appris que l'on pose x=1+h, et quand h est >0, on se situe à droite, quand h<0, on se situe à gauche;

justement, puisqu'on s'intéresse uniquement à ce qui se situe à gauche de 1, et pour ne pas m'encombrer de signes moins (dommage que j'aie fait cette erreur de frappe en dernière ligne, ça casse un peu l'ambiance), je pose h>0, x=1-h.
Ainsi, je me situe à gauche de 1, mais sans les problèmes de signe qu'aurait introduits le fait qu'ont dût prendre h<0

mais si tu as des doutes, reprends l'énoncé, avec h<0, x=1+h et tu arriveras au même résultat, si justement tu ne t'emmêles pas les pinceaux dans les signes.

Posté par
mercurial17
re : Dérivabilité 31-12-11 à 18:02

Ok je comprends mais il me semble ne pas avoir vu cela. Merci d'avoir répondu dhalte. Bonne soirée.



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