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Niveau Reprise d'études-Ter
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Etude de fonction

Posté par
ahl1700
24-07-16 à 19:11

Bonsoir et merci pour vos réponses.

Soit la fonction f:x(x-a)*ln(x-a). Où a est une constante.
1) Calculer f' et f''.
f'=ln(x-a)+1

f''=\frac{1}{x-a}

2)Montrer que le graphe de f ne possède pas de point d'inflexion, quelle que sois la valeur de la constante a.
Alors la je bloque un peu, si j'ai bien compris ce que j'ai lu sur les points d'inflexion. Le numérateur de la dérivée seconde ne peut s'annuler dons le graphe de f ne possède pas de point d'inflexion quelle que soit la valeur de a.
Je suis pas sûre de la justification.

Posté par
lafol Moderateur
re : Etude de fonction 24-07-16 à 19:38

Bonjour
les points d'inflexion sont des points d'abscisse x telle que f"(x) = 0. (condition nécessaire, pas suffisante)
et 1/blabla n'est jamais nul, parce que blabla*0 = 0 différent de 1, quel que soit blabla

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 24-07-16 à 19:41

salut

oui c'est cela ....

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 24-07-16 à 19:50

Bonjour à vous Lafol et Carpediem.

Donc cela donnerai pour tout x différent de a, 1/(x-a) ne peut s'annuler  donc le graphe de f ne possède pas de point d'inflexion.
C'est ca
Je n'ai pas bien compris ce passage:
"parce que blabla*0 = 0 différent de 1, quel que soit blabla"

Posté par
alb12
re : Etude de fonction 24-07-16 à 21:44

lafol voulait dire que si 1/A vaut 0 alors par produit en croix 1=A*0.
Ce qui est faux. Donc 1/A ne s'annule pas.

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 24-07-16 à 21:54

Bonsoir Alb12

Désolée si je suis un peu lente mais c'est la première fois que je vois cette notion.
Moi j'ai noté en premier qu'il n'y avait que le numérateur que ne pouvait s'annuler. En fait
c'est tout f'' qui ne peut s'annuler c'est ca la nuance?

Posté par
lafol Moderateur
re : Etude de fonction 24-07-16 à 22:29

la condition nécessaire (mais pas suffisante) pour avoir un point d'inflexion d'abscisse x est que f"(x) = 0
que f"(x) soit une fraction ou pas, c'est bien de f"(x) qu'il s'agit et pas d'un éventuel numérateur de f"(x) ....

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 25-07-16 à 08:06

3) trouver la valeur de a pour laquelle le graphe de f possède un point à tangente horizontale d'abscisse égale à 2/e.

Je sais que le coefficient directeur d'une droite horizontale est 0 mais pour le reste je comprends pas ou je dois aller

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 25-07-16 à 11:50

lafol @ 24-07-2016 à 22:29

la condition nécessaire (mais pas suffisante) pour avoir un point d'inflexion d'abscisse x est que f"(x) = 0
que f"(x) soit une fraction ou pas, c'est bien de f"(x) qu'il s'agit et pas d'un éventuel numérateur de f"(x) ....

ouais enfin la tu chipotes un peu ...

f" est une fraction !!

f" = 0 <=> numérateur de f" = 0 <=> 1 = 0 <=> absurde ...


mais tu as raison quelque part car :
ahl1700 @ 25-07-2016 à 08:06

3) trouver la valeur de a pour laquelle le graphe de f possède un point à tangente horizontale d'abscisse égale à 2/e.

ne veut pas dire grand chose ... alors est-ce l'énoncé exact ?


3/ f dépend d'un paramètre a ....

la courbe de f admet une tangente horizontale <=> f'(x) = 0 ...

tu résous cette équation et tu exprimes x en fonction de a ...

or tu sais que x = 2/e ... donc tu peux déterminer la valeur du paramètre a correspondant ...

Posté par
lafol Moderateur
re : Etude de fonction 25-07-16 à 12:25

j'ai eu l'impression que ahl1700 pensait qu'il fallait que f" soit un quotient et que la condition ne portait que sur le numérateur dudit quotient, c'est pour ça que j'ai précisé. C'est clair que quand f" est un quotient, dire que ce quotient est nul ou dire que son numérateur est nul, c'est à peu près équivalent (cas de nullité du dénominateur à considérer pour une équivalence mieux que "à peu près")

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 25-07-16 à 15:21

Je me suis mal exprimée, cela me semblait logique que si le numérateur ne pouvait s'annuler tout f'' ne pouvait s'annuler aussi. Mais cela m'apprendra à être plus précise

Oui Carpediem c'est bien l'énoncé exact. C'est pour cela que j'ai rien capté."un point à tangente horizontale d'abscisse égale à 2/e." Ca veut dire quoi:?


Donc si je suis bien se que tu dis je dois résoudre f'=ln(\frac{2}{e}-a)+1=0.
Ce qui donne:
a=1/e

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 25-07-16 à 15:30

oui, c'est bien ça
--> tangente horizontale te dit que la dérivée doit valoir 0
--> et on te dit que cela se passe au point d'abscisse 2/e
d'où ton équation qui te permet de trouver a
(ce qui te donne une courbe, celle obtenue pour a =1/e)
dont tu vas être sûre qu'au point d'abscisse 2/e, la courbe admettra une tangente horizontale...

ta résolution est juste

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 25-07-16 à 17:49

Salut merci Malou c'est plus clair, la formulation était un peu tordue.

4)Pour toute la fin du problème, on pose a=1/e.
a) Domaine de définition.
Df=]\frac{1}{e} ;+[

b) Tableau des signes et de variations.
f(x)=ln(x-\frac{1}{e})=0
x-\frac{1}{e}=e^{0}
x=1+\frac{1}{e}

f'(x)=ln(x-\frac{1}{e})+1=0
ln(x-\frac{1}{e})=-1
x-\frac{1}{e}=\frac{1}{e}
x=\frac{2}{e}

Etude de fonction

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 25-07-16 à 17:53

Le tableau de variation.

Etude de fonction

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 25-07-16 à 18:25

oui, voilà
la question 4 est l'étude de fct obtenue pour a=1/e
et tu retrouves bien la tangente horizontale pour x=2/e

cela me semble OK

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 25-07-16 à 18:29

ce que confirme geogebra
Etude de fonction

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 25-07-16 à 18:32

c)Limite de f(x) et f'(x) quand x tend vers e^{-1}.

\lim_{x\to e^{-1}} f(x)=0

\lim_{x\to e^{-1}} f'(x)=-

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 25-07-16 à 18:34

exact

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 25-07-16 à 18:36

avec la demi-tangente en x=1/e

Etude de fonction

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 25-07-16 à 19:03

attention : il faut mettre une double barre verticale en 1/e ...

certes la fonction s'y prolonge par continuité mais à-priori elle n'y est pas définie ....

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 25-07-16 à 19:05

et donc on ne peut pas y mettre une demi-tangente ... à-priori ...

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 25-07-16 à 19:06

à 17h49 : signe de f(x) ... ou de f'(x) ?

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 25-07-16 à 19:20

La fonction n'est pas définie sur 1/e, autant pour moi Carpediem.

5) Etablir l'équation de la tangente t au graphe f, sachant que la pente de t est égale à 1.

Cela voudrait dire que f'(x)=1

Ce qui donnerai:
ln(x-\frac{1}{e})+1=1
x-\frac{1}{e}=e^{0}
x=1+\frac{1}{e}

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 25-07-16 à 19:23

ok ... donc détermine l'équation de la tangente maintenant ...

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 25-07-16 à 19:34

T:y=[ln(1+\frac{1}{e}-\frac{1}{e})+1]*[x-(1+\frac{1}{e})]+[(1+\frac{1}{e}-\frac{1}{e})ln(1+\frac{1}{e}-\frac{1}{e})]

y=x-1-\frac{1}{e}

C'est ca

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 25-07-16 à 19:54

Citation :
La fonction n'est pas définie sur 1/e, autant pour moi Carpediem.

et tête baissée....je n'ai rien vu, toutes mes excuses...et donc oublie aussi effectivement la demi-tangente violette !
bien vu carpediem !

Etude de fonction

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 25-07-16 à 20:16

malou : no problemo ...



ahl1700 @ 25-07-2016 à 19:34

T:y=[ln(1+\frac{1}{e}-\frac{1}{e})+1]*[x-(1+\frac{1}{e})]+[(1+\frac{1}{e}-\frac{1}{e})ln(1+\frac{1}{e}-\frac{1}{e})]

y=x-1-\frac{1}{e}

C'est ca


peut-être ...

mais ces calculs sont trop compliqués (!!) pour moi

calcule d'abord f(1 + 1/e) et f'(1 + 1/e)  (enfin ici inutile car on sait que ça fait 1)

puis ensuite remplace dans la formule de l'équation de la tangente

...

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 25-07-16 à 21:14

Alors pour que ce soit plus digeste:
T:y=f'(a)(x-a)+f(a) avec a =1+\frac{1}{e}
On sait que f'(a)=1

T:y= 1(x-1-\frac{1}{e})+1*ln(1)
           y=x-1-\frac{1}{e}

C'est quoi une demi-tangente?

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 25-07-16 à 21:42

la moitié d'une tangente
disons, une fct définie en 0 et à droite de 0 peut admettre une demi-tangente à droite de 0
exemple
la fonction racine carrée

Etude de fonction

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 25-07-16 à 21:48

et en voilà une qui a 4 demi-tangentes
exemple : au point d'abscisse -2, les deux demi-tangentes ne sont pas dans le prolongement l'une de l'autre (coefficient directeur différents, on a ce qu'on appelle un point anguleux), et on n'a pas de tangente en ce point
(idem pour x=2)

Etude de fonction

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 25-07-16 à 22:07

demi-tangente= moitié de la tangente, j'aime cette idée, les maths c'est pas si compliqué

Plus sérieusement si on me dit prouver que la droite d'équation  y=x-1-1/e est demi-tangente a cf.

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 26-07-16 à 09:11

ben tu ne peux pas vraiment...parce que ce n'est pas le cas !

cela serait le cas si par exemple ta fonction n'avait été définie que sur [1+1/e ; +[
alors là tu aurais eu une demi-tangente à droite du point d'abscisse 1+1/e

la demi-tangente provient par exemple d'une non dérivabilité en un point comme la fct racine carrée en 0, (on trouve un coeff directeur infini, d'où une demi-tangente portée par l'axe des ordonnées)

ou bien par une non dérivabilité en un point comme x=2 sur le dessin de 21h48
le nombre dérivé à droite de 2 vaut 4 f'_d(2)=4
le nombre dérivé à gauche de 2 vaut -4 f'_g(2)=-4
-->ces deux nombres dérivés ne sont pas égaux
-->donc f n'est pas dérivable en 2, donc elle n'admet pas de tangente en x=2
par contre elle admet 2 demi-tangentes, une à droite de coeff directeur +4 et une à gauche de coeff directeur -4
d'où le point anguleux

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 26-07-16 à 09:13

6) On considère la surface S, délimitée par le graphe de f, l'axe des abscisse et les droites
x=1+\frac{1}{e} et x=2.
Hachurer cette surface sur votre graphique, puis calculer son aire.

Il me semble que c'est une intégration par partie.
Donc je devrais prendre:
u=ln(x-\frac{1}{e}) donc u'=\frac{e}{ex-1}
et
v'=x-\frac{1}{e} donc v=\frac{x^2}{2}-\frac{1}{e}

C'est ok jusque là?

Etude de fonction

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 26-07-16 à 09:29

Citation :
Donc je devrais prendre:
u=ln(x-\frac{1}{e}) donc u'=\frac{e}{ex-1}
et
v'=x-\frac{1}{e} donc v=\frac{x^2}{2}-\frac{1}{e}\red{x}\text{ attention}


n'oublie pas de dire aussi que sur l'intervalle considéré ta fct ne prend que des valeurs positives (pour justifier ton calcul d'aire)

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 26-07-16 à 12:18

quand je vois que f(x) = (x - \dfrac 1 e) \ln(x - \dfrac 1 e) entre 1 - \dfrac 1 e et 2

je prends toujours :

u(x) = \ln (x - \dfrac 1 e) => u'(x) = \dfrac 1 {x - \frac 1 e} que je ne transforme surtout pas

mais surtout v'(x) = x - \dfrac 1 e <= v(x) = \dfrac 1 2 (x - \dfrac 1 e)^2

qui simplifie évidemment le calcul vu les bornes données

Posté par
alb12
re : Etude de fonction 26-07-16 à 13:32

salut,
on peut chercher une primitive avec (x-a)*ln(x-a) pour eviter les 1/e

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 26-07-16 à 20:04

bonsoir à vous tous. Désolée j'était au travail.

Comment passes-tu de  \frac{x^2}{2}-\frac{1}{e}x  à  \frac{1}{2}(x-\frac{1}{e})^2

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 26-07-16 à 20:38

ce n'est pas égal...ce sont deux primitives différentes de la même fonction (elles diffèrent d'une constante)

si tu as v(x) = \dfrac 1 2 (x - \dfrac 1 e)^2

et que tu désires le dériver...tu vas bien retrouver le v'(x) = x - \dfrac 1 e en appliquant (u²)'=2u*u'

essaie

--> carpediem, je viens d'apprendre que les {}{} n'étaient pas indispensables dans le code...ben ça alors....

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 26-07-16 à 20:59

Oui c'est vrai si je dérive je retrouve x-1/e.
Mais quelle est la reflexion pour en arriver là.  Désolée je chipote un peu mais j'aime tout comprendre.

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 26-07-16 à 21:11

malou @ 26-07-2016 à 20:38

--> carpediem, je viens d'apprendre que les {}{} n'étaient pas indispensables dans le code...ben ça alors....


oui les accolades ne sont nécessaires que lorsque l'argument contient plus d'un caractère ...

ainsi
\vec u
est suffisant pour \vec u

mais
\vec {AB}
est nécessaire pour \vec {AB}

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 26-07-16 à 21:34

ahl1700 @ 26-07-2016 à 20:59

Oui c'est vrai si je dérive je retrouve x-1/e.
Mais quelle est la reflexion pour en arriver là. Désolée je chipote un peu mais j'aime tout comprendre.


ben c'est la lecture du tableau des dérivées (lu dans l'autre sens)

u*u' est la dérivée de 1/2*u²
donc 1/2*u² est une primitive de u*u' (et ici u'=1)
oui ?

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 26-07-16 à 21:49

Ce que je veux dire c'est que moi pour la primitive de x-\frac{1}{e} je trouve \frac{x^2}{2}-\frac{1}{e}x, c'est un raisonnement très mécanique, je n'aurai jamais su trouver \frac{1}{2}(x-\frac{1}{e})^2 et c'est vrai que cela simplifie les calcul.

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 26-07-16 à 22:07

Pour le calcule d'intégrale je trouve ca, mais je sais plus quoi faire avec.
Désolée pour la photo mais je n'arrive pas à écrire cela avec le latex.

Etude de fonction

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 26-07-16 à 22:12

Il me semble que cela fait 2S=.... et après je divise tout par 2 c'est ca?

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 27-07-16 à 07:34

Citation :
Etude de fonction
***image agrandie***


non, je ne comprends pas pourquoi tu as 3 morceaux...
sous le signe intégral, tu ne devrais plus avoir de log

\mathcal A=\left[\dfrac 1 2 (x-\frac 1 e)^2 \ln (x-\frac 1 e )\right]_{1+\frac 1 e}^2-\int _{1+\frac 1 e}^2 \frac 1 2 (x-\frac 1 e )\text{d}x

RQ : sous l'intégrale, tu as u'*v que j'ai simplifié

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 27-07-16 à 10:20

Je vois mon erreur mais comment es tu passés de:

\frac{1}{2}(x-\frac{1}{e})^2*\frac{1}{x-\frac{1}{e}}
à

\frac{1}{2}(x-\frac{1}{e})

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 27-07-16 à 11:21

ben en simplifiant numérateur et dénominateur par (x-\frac{1}{e})
oui ?

Posté par
ahl1700
re : Etude de fonction 27-07-16 à 11:32

trop bête je viens de voir

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de fonction 27-07-16 à 11:47

ça nous arrive à tous...

Posté par
carpediem
re : Etude de fonction 27-07-16 à 12:19

oui bien sur j'ai fait une erreur de signe :::

carpediem @ 26-07-2016 à 12:18

quand je vois que f(x) = (x - \dfrac 1 e) \ln(x - \dfrac 1 e) entre \red 1 + \dfrac 1 e et 2

je prends toujours :

u(x) = \ln (x - \dfrac 1 e) => u'(x) = \dfrac 1 {x - \frac 1 e} que je ne transforme surtout pas

mais surtout v'(x) = x - \dfrac 1 e <= v(x) = \dfrac 1 2 (x - \dfrac 1 e)^2

qui simplifie évidemment le calcul vu les bornes données



et l'on voit enfin l'intérêt de choisir la bonne primitive

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