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Etude de fonction et lieu de points

Posté par nb90 (invité) 27-03-07 à 19:26

Bonsoir je n'arrive pas à faire le petit 2 pourriez vous svp m'aider à résoudre cet exercice et me dire si ce que j'ai commencé à faire est correct ? merci.

Soit la fonction f: x[(x^3-27x)/3]-18 définie sur et Cf sa courbe représentative dans un repère orthogonal (O,) d'unité 1 cm en abscisse et 0.5cm en ordonnée

Partie A: étude de la fonction f

1°)Déterminer les variations de la fonction f sur

f: x[(x^3-27x)/3]-18 sur
f'(x) = (3x²-27)(3)/3²
      = 9x²-81/9
      = 9(x²-9)/9
      = x² -9

    x     -oo            -3                  3                     +oo
f'(x)           +         0       -          0           +
f(x)         croissant        décroissant            croissant

2°)Déterminer la limite de la fonction f en +oo et -oo

lim f(x) = lim [(x^3-27x)/3]-18
x +oo    x +oo

or lim x^3-27x = +oo
   x+oo

3°)Construire le tableau de variation de la fonction f
4°)Tracer la courbe Cf
5°)Démontrer que Cf admet un centre de symétrie dont on donnera les coordonnées

Partie B: lieu de points

1°)Déterminer l'équation réduite de la tangente D à la courbe Cf au point A d'abscisse 6
2°)Soit m un nombre réel. On note Dm la droite de coefficient directeur m passant par A
Démontrer que Dm à pour équation y = mx-6m
3°)Soit M(x,y) un point d'intersection de Dm et de Cf, démontrer que son abscisse vérifie l'équation: x^3 +(-27-3m)x +18m -54 =0 (E)
4°)Vérifier que 6 est solution de (E)
En déduire qu'il existe trois réels a, b et c (que l'on déterminera) dépendant de m tels que: pour tout réel x, on a: x^3 +(-27-3m)x +18m -54 =(x-6)(ax²+bx+c)
Donner, selon les valeurs de m, le nombre de points d'intersection de Dm et de Cf
5°) Dans le cas où Dm coupe Cf en trois points distincts, A, M1, M2, déterminer le lieu des milieux I du segment [M1,M2]

Posté par nb90 (invité)re 27-03-07 à 19:50

up

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 27-03-07 à 20:04

bonsoir,

f(x)=(x^3-27x)/3 -18=(1/3)x^3-9x-18

f'(x)=x²-9
on est d'accord

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 27-03-07 à 20:05

f est une fonction polynome donc

lim f(x) (x-->+inf)= lim 1/3x^3 (x-->+inf)= +inf
lim f(x) (x-->-inf)= lim 1/3x^3 (x-->-inf)= -inf

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 27-03-07 à 20:11

C admet un centre de symétrie au point I(a;b) ssi f(a+h)+f(a-h)=2b.

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 27-03-07 à 20:15

au fait Df doit etre centré en 0

ou sinon il faut démontrer que pour tout point M(x;y) qui appartient à la courbe, il existe un point M(x';y') tel MI=M'I et les points M,I et M' sont alignés avec I les centre de symétrie.
Tu peux conjecturer le centre comme tu as tracé la courbe.

Posté par nb90 (invité)re 27-03-07 à 20:42

je ne comprends pas très bien ce que tu as développé sur les limites pourrais tu m'expliquer stp merci !!


lim f(x) (x-->+inf)= lim 1/3x^3 (x-->+inf)= +inf (pourquoi vers +oo et pas 0+ ?)
lim f(x) (x-->-inf)= lim 1/3x^3 (x-->-inf)= -inf (pourquoi vers +oo et pas 0- ?)

et pourquoi prendre lim 1/3x^3 et pas toute l'expression de f(x) ?

Posté par nb90 (invité)re 28-03-07 à 06:36

up

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 28-03-07 à 11:39

bonjour,

tu as du voir que la limite d'une fonction polynome en l'infinie est égale à la limite du terme de plus haut degré d'où:

lim f(x) (x-->+inf)= lim (1/3)x^3 (x-->+inf)= +inf
lim f(x) (x-->-inf)= lim (1/3)x^3 (x-->-inf)= -inf

Posté par nb90 (invité)re 28-03-07 à 21:48

Bonsoir pourriez vous svp répondre à toutes mes questions de mon post de 20h42 du 27/03 car je ne comprends toujours pas pourquoi on prend lim 1/3x^3 et pas toute l'expression de f(x) c'est à dire (x^3-27x)/3 -18 et enfin pourquoi lim 1/3x^3 (x-->+inf)= +inf et non pas 0 car dans une fraction plus le dénominateur plus on se rapproche de 0 non  ? Merci

Posté par nb90 (invité)re 29-03-07 à 10:07

up

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 29-03-07 à 15:11

je t'ai expliqué précédemment que la limite d'une fonction polynome en l'infini est égale à la limite du terme de plus haut degré, démonstration:

lim (x->+inf) f(x)
=lim (x->+inf) 1/3x^3(1-27/x²-54/x^3)
= +inf   car lim (x->+inf) 1-27/x²-54/x^3=1
          et lim (x->+inf)1/3x^3=+inf

compris ?

Posté par nb90 (invité)re 01-04-07 à 16:40

c'est bien compris pour les limites !! merci
Pourriez vous me proposer une courbe car je n'arrive pas à la faire car je n'ai pas assez de points !! Deplus je n'arrive pas à trouver le centre de symétrie, comment puis je faire à l'aide de la formule f(a+h)+f(a-h)=2b puisque je n'ai aucune valeure !! Merci

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 16:57

Bonjour,

pour le centre de symétrie on peut conjecturer que le point I(0;-18) est  un centre de symétrie de Cf.
Es tu d'accord ?

Etude de fonction et lieu de points

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 17:12

Je vais t'aider.
Comme tu as vu la formule f(a+h)+(fa-h)=2b on va le démontrer comme ca.
Ici il faut donc démontrer que f(h)+f(-h)=2*(-18)=-36?

caculons: f(h)+f(-h)=\frac{h^3-27h}{3}-18+\frac{-h^3+27h}{3}-18
=\frac{h^3-h^3-27h+27h}{3}-18-18
=0-36
=-36

par conséquent f(h)+f(-h)=2*(-18)=-36 donc I(0;-18) est centre de symétrie de Cf.
d'accord ?

Posté par nb90 (invité)re 01-04-07 à 17:17

oui je suis d'accord, mais ceci peut fonctionner avec n'importe quel valeur de x car on trouvera toujours un résultat y qui sera egal à 2b !!

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 17:21

ah non car là c'était simple on avait I(0;-18). D'ailleurs essais avec le point E(-3;0). Est ce que ca marche ?

Posté par nb90 (invité)re 01-04-07 à 17:23

Ah non ça ne marche pas !!
Donc pour ctte question il faut dabord que je dise que j'ai conjecturer que le point I(0;-18) est  un centre de symétrie de Cf et après je le démontre par la formule ?? c'est cela ?

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 17:25

oui il faut dire : le point I(0;-18) semble être centre de symétrie de C.
et après tu fais les calculs...

Posté par nb90 (invité)re 01-04-07 à 17:26

ok merci !! je vais essayer de faire la deuxième partie maintenant !! Merci encore pour ton graph et ton aide !!

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 17:27

de rien

Posté par nb90 (invité)re 01-04-07 à 17:58

Pour la Partie B/ 1° je trouve 27x-162 pour l'équation de la tangente.
Mon résultat est-il correct ? et pourriez vous m'aider pour la 2° car je ne sais pas comment procéder? merci !!!

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 18:14

Partie B:
1)f'(x)=x²-9
f(6)=0
f'(6)=27
donc : D:y=27x-162 -> je suis d'accord.

Nous cherchons l'équation de a droite Dm de coefficient directeur m par conséquent: Dm:y=mx+b
Il faut déterminer b:
Dm passe par A(6;0) par conséquent son équation vérifie les coordonnées de A:
d'où :
0= 6m+b
<=> b=-6m

par conséquent Dm:y=mx-6m.
D'accord jusque là ?

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 18:21

3) Cf et Dm sont sécantes ssi f(x)=mx-6m:


f(x)=mx-6m:

<=> 1/3x^3+9x-18=mx-6m

<=> 1/3x^3+9x-18-mx+6m=0

<=> 1/3x^3 +x(9-m)-18+6m=0

<=> 3*(1/3x^3 +x(9-m)-18+6m)=3*0

<=>x^3+x(27-3m)-54+18m=0

d'accord ?

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 18:26

pardon j'ai fait une erreur dans f(x). Correction:

f(x)=mx-6m:

<=> 1/3x^3-9x-18=mx-6m

<=> 1/3x^3-9x-18-mx+6m=0

<=> 1/3x^3 +x(-9-m)-18+6m=0

<=> 3*(1/3x^3 +x(-9-m)-18+6m)=3*0

<=>x^3+x(-27-3m)-54+18m=0
4) il faut  vérifier que 6 est solution , donc:

6^3+6(-27-3m)-54+18m
= 216+162-18m-54+18m
=0
donc 6 est solution de l'équation.

Posté par nb90 (invité)re 01-04-07 à 18:29

Merci je vais regardé ce que tu ma dis etessayer de cmprendre tout merci encore !!

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 18:38

par ailleurs j'ai fais une petite faute de frappe à mon dernier post:
correction:
6^3+6(-27-3m)-54+18m
= 216-162-18m-54+18m
=0

Posté par nb90 (invité)re 01-04-07 à 19:22

Pour finir la 4° j'ai un petit problème:

je développe (x-6)(ax²+bx+c)ce qui fait ax^3 + bx² + cx -6ax² -6bx - 6c
et après comment dois je faire car dans cette expression : x^3 +(-27-3m)x +18m -54  il n'y a pas de terme elevé au carré ??

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 19:33

Déjà il faut expliquer pourquoi x^3 +(-27-3m)x +18m -54 =  (x-6)(ax²+bx+c):
6 est racine du polynome  x^3 +(-27-3m)x +18m -54  par conséquent ce polynome est factorisable par (x-6)et par un polynome Q tel que degQ=2.

Déterminons les réels a, b et c:

(x-6)(ax²+bx+c)=ax^3+bx²+cx-6ax²-6bx-6c
=ax^3+x²(b-6a)+x(c-6b)-6c
= x^3 +(-27-3m)x +18m -54  

Là il faut faire une identification des coefficients (car deux polynomes sont égaux ssi les coefficients de chaque terme de meme degré sont égaux).
On obtient donc le système:
a=1
b-6a=0
c-6b=-27-3m
-6c=18m-54

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 01-04-07 à 19:42

les soltions du système sont : a=1; b=6; c=9-3m
donc x^3 +(-27-3m)x +18m -54 = (x-6)(x²+6x+9-3m).

Ensuite on doit résoudre:
(x-6)(x²+6x+9-3m)=0
<=>  x=6 ou x²+6x+9-3m=0

résolvons:
x²+6x+9-3m=0
=36-4(9-3m)=18(m-1)
par conséquent si <0 alors pas de solutions dans R.
si >0 alors 2 solutions
si=0 alors une solution.

Par conséquent il faut étudier le signe de 18(m-1)(tableau de signe):
si m<1 alors 18(m-1)<0
si m>1 alors 18(m-1)>0
si m=1 alors 18(m-1)=0

voila pour le nombre de solutions. d'accord ?

Posté par nb90 (invité)re 02-04-07 à 19:22

Je ne comprends pas pourquoi:
36-4(9-3m)=18(m-1)

36-36-4(-3m)=12m non ?

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 02-04-07 à 19:26

pouh décidément les fautes d'étourderies...
excuse moi ... tu as raison.

Posté par nb90 (invité)re 02-04-07 à 19:47

Pourriez vous m'expliquer comment procéder après avoir calculé le delta !!
Je calcule les solutions quand le delta est positif et égal à 0 ? et que dopis je metrre comme valeurs dans mon tableau de signe ? Merci

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 02-04-07 à 19:53

=12m

si m>0 alors 2 solutions
si m<0 alors pas de solutions réelles
si m=0 alors 1 sotution

je pense qu'un tableau de signe n'est pas nécessaire pour 12m ...

Posté par nb90 (invité)re 02-04-07 à 19:59

mais comment faire pour trouver le nombre de points d'intersection ??

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 02-04-07 à 20:09

et ben je viens de te le dire mais il faut prendre en compte que quelque soit le point m, Cf et d sont sécantes pour x=6 :

Citation :
si m>0 alors 3 solutions
si m<0 alors 1 solutions
si m=0 alors 2 sotutions

Posté par nb90 (invité)re 02-04-07 à 20:16

Je suis vraiment désolé mais je ne comprends pas comment tu fais pour trouver ces nombres de solutions ? pourrais tu me renseigner car je ne comprends pas très bien car si m est négatif le dlta est négatif donc il n'y a pas de solutions !!

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 02-04-07 à 20:31

Citation :
si m est négatif le dlta est négatif donc il n'y a pas de solutions

d'accord mais C et d se coupent forcément pour x=6. dans tous les cas on a au moins une solution qui est 6. D'accord ?

Posté par nb90 (invité)re 02-04-07 à 20:36

oui d'accord !!

Posté par nb90 (invité)re 02-04-07 à 20:39

ok donc si j'ai bien compris  on a
si m>0 alors 3 solutions    6 et -3m -racine de 3 et -3m +racine de 3
si m<0 alors 1 solutions    6
si m=0 alors 2 sotutions    6 et -3

Posté par nb90 (invité)re 02-04-07 à 20:40

nn desolé je me suis trompé cela n'a auncun sens mais j'ai compris

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 02-04-07 à 20:43

on te demande juste le nombre de solutions .

Posté par nb90 (invité)re 02-04-07 à 20:59

Pour la 5 on me met dans le cas ou Dm coupe Cf en 3 trois points distincts donc quand le delta est est positif et que m est supérieur à 0
Que dois je faire avec ceci ??

Posté par nb90 (invité)re 02-04-07 à 21:17

up

Posté par nb90 (invité)re 03-04-07 à 18:52

up

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 03-04-07 à 18:55

les 3 points d'intersection sont M1(-3-3\sqrt{3m};f(-3-3\sqrt{3m}))
A(6;0)
M2(-3+3\sqrt{3m};f(-3+3\sqrt{3m})

tu cacules les ordonées de M1 et M2 pour calculer les coordonées du milieu I de [M1M2]

Posté par nb90 (invité)re 03-04-07 à 19:03

Peux tu m'expliquer pourquoi les coordonnées de M1 sont celles ci ??

Posté par
Rafalo
re : Etude de fonction et lieu de points 03-04-07 à 19:06

car les abscisses des 3 points d'intersection sont les solutions de l'équation  (x-6)(x²+6x+9-3m)=0
donc les abscisses de M1 et de M2 sont les racines du polynomes x²+x+9-3m avec >0 (c'est à dire  m>0).

Posté par nb90 (invité)re 03-04-07 à 19:11

mais les solutions de ce polynome ne sont elles pas -3-3 et -3+3 !!!

Posté par nb90 (invité)re : Etude de fonction et lieu de points 03-04-07 à 19:14

et ne peut on pas ecrire directement 0 pour les ordonnées de M1 ET M2 ?

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