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Niveau terminale
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Etude de fonction

Posté par
Mzelle
10-10-07 à 21:05

Bonsoir à tous.
Alors voilà j'ai un exercice sur les fonctions et j'aimerais une correction et de l'aide aussi.

En classe, nous avons tracé la figure sur le logiciel Géoplan pour nous aider.


Objectif: Etudier la fonction f qui à tout x de [0;R] associe l'aire f(x) du rectangle OMPN en se demandant en particulier si cette aire admet une valeur maximale pour une position particulière de M.


Enoncé: Le plan étant rapporté à un repère orthonormal de centre O, on considère un cercle de centre C de centre O et de rayon R qui coupe l'axe des abscisses en A (R;0) et l'axe des ordonnées en B(0;R).
On construit un rectangle OMPN avec M sur [OA], N sur [OB] et P sur le cercle C. Pour tout point M, on note x=OM.

La courbe représentative de f est l'ensemble des points m de coordonnées (x;f(x)).


1. Montrer que f(x) = x(R²-x²) pour x [0;R].

Je pense avoir réussi cette question en utilisant l'équation cartésienne du cercle pour montrer que l'ordonnée de P=MP=(R²-x²) et en prenant OM=x.


2.Justifier que f a même sens de variation que la fonction f² qui, à tout x de [0;R] associe (f(x))²

Là je ne suis vraiment pas sûre... mais j'ai essayé quelque chose

J'ai dit que (f(x))²=(x(R²-x²))² = x²(R²-x²)
Comme x [0;R], x 0 donc x² du même signe que x.
Puis, une racine est positive et x [0;R] donc (R²-x²)0 et R²-x²0

Les fonctions f et f² sont de mêmes signes donc elles ont le même sens de variation.


3. Etudier le sens de variation de f² puis déduisez en le tableau de variation de f.

Pour cette question faut il calculer la dérivée de f² ?


4.Pour quelle position de M obtient on le rectangle OMPN d'aire maximale ?

J'attend d'avoir fait les autres questions pour celle-ci.


Merci beaucoup à tous ceux qui me répondront.

Posté par
cailloux Correcteur
re : Etude de fonction 11-10-07 à 10:34

Bonjour,

1) f(x)=OM.ON=x.y_P=x\sqrt{R^2-x^2} sur [0,R]

2) Sur [0,+\infty[, la fonction carré (appelons la g) est croissante.

De plus sur [0,R], f(x) prend ses valeurs dans \mathbb{R}^+.

¨Par composition, g\circ f=f^2 a donc les mêmes variations que f

3) \left[f^2(x)\right]'=2x(R^2-x^2)-2x^3=2x(R^2-2x^2)

sur [0,\frac{R}{\sqrt{2}}], \left[f^2(x)\right]'\geq 0 et f est croissante.

sur [\frac{R}{\sqrt{2}},R], \left[f^2(x)\right]'\leq 0 et f est décroissante.

4) f admet donc un maximum pour x=\frac{R}{\sqrt{2}}

L' aire OMPN est maximale quand le rectangle OMPN est un carré. (P au milieu de l' arc AB)

Posté par
Mzelle
re : Etude de fonction 12-10-07 à 22:52

Merci d'avoir répondu !
J'ai réussi à comprendre sauf la question 2, même si j'ai cherché.
Pouvez vous me réexpliquer avec un peu plus de détails si ça ne vous dérange pas ?

Merci beaucoup

Posté par
cailloux Correcteur
re : Etude de fonction 12-10-07 à 23:01

Re,

En principe, tu as du voir en 1ère que la fonction composée de 2 fonctions croissantes ou de 2 fonctions décroissantes est croissante.

De même que la composée d' une fonction croissante et d' une fonction décroissante (ou l' inverse) est décroissante.

Ici [f(x)]^2 est la composée de la fonction f positive et de la fonction carré croissante sur \mathbb{R}^+

Donc si f est croissante, la composée f^2 le sera aussi.

et si f est décroissante, la composée f^2 le sera aussi.

En résumé f et f^2 ont les mêmes variations.

C' est mieux comme ça ?

Posté par
Mzelle
re : Etude de fonction 12-10-07 à 23:18

Oui, j'ai compris ! Ca faisait longtemps que je n'avais pas revu les fonctions composées.
Merci pour votre aide.
Bonne soirée.

Posté par
cailloux Correcteur
re : Etude de fonction 12-10-07 à 23:28

Bonne soirée à toi



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