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Tableau de variation avec une racine

Posté par
hbx360
24-06-23 à 11:36

Bonjour,

J'ai cette fonction :

f(x)=-x/2+1+1/2\sqrt{x²+1}

Quand je fais la dérivée je trouve :

-1/2+\frac{x}{2\sqrt{x²+1}}

Et pour mon tableau de variation je trouve :

\begin{array}{|c|ccccccc||}x&-\infty&&-1/2&&+\infty \\{f'(x)}&&-&0&+&\\{f(x)}&&\searrow&3/2&\nearrow&&\end{array}

Mais sur mon livre de math je trouve comme tableau de variation :

\begin{array}{|c|ccccccc||}x&-\infty&&+\infty \\{f'(x)}&&-\\{f(x)}&&\searrow\end{array}

J'ai beau chercher et refaire ma dérivé je n'arrive pas à comprendre comment on trouve la dérivée négative.

Merci d'avance.

Posté par
Leile
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 11:46

bonjour,

tu peux preciser ta fonction ?

est ce f(x)=-x/2+1+(1/2)  *  \sqrt{x²+1}

ou  f(x)=-x/2+1+1/(2\sqrt{x²+1})  ?

Posté par
Yzz
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 11:47

Salut,

Peux-tu donner l'énoncé exact et intégral de l'exercice ?

Posté par
Yzz
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 11:48

Bonjour Leile  
Je vous laisse...

Posté par
hbx360
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 12:20

Ha oui désolé

Voilà la fonction :

f(x)=-x/2+1+(1/2)  *  \sqrt{x²+1}

Pour l'énoncé c'est le suivant :

Soit f: R->R la fonction définie par f(x)=-x/2+1+(1/2)  *  \sqrt{x²+1}

a. Dresser le tableau de variation de f
b. Montrer que lim quand x->-oo f(x)+x-1=0
c. Etudier la position de la courbe représentative de f par rapport à ses asymptotes.

Posté par
Leile
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 12:32

OK,

ta dérivée s'annule pour  
\dfrac{x}{2\sqrt{x²+1}} =  1/2

->   produit en croix, puis élève au carré..

Posté par
hbx360
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 12:49

Oui mais sa ne me dit pas pourquoi la dérivé est négative comme dans mon livre. Je trouve pas la même chose.

Posté par
Leile
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 12:57

j'ai bien compris ta question.

et si tu suivais mon conseil ???   tu arriverais peut-être à savoir pourquoi ta dérivée est négative ....

Posté par
hbx360
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 16:09

Donc je pars de ma dérivée

f'(x)=-1/2+\frac{x}{2\sqrt{x²+1}} et donc j'ai le droit d'écrire :

-1/2+\frac{x}{2\sqrt{x²+1}} = 0 et je fais :

\frac{x}{2\sqrt{x²+1}} = 1/2 <=>
2\sqrt{x²+1} = 2x  <=>
\sqrt{x²+1} = x <=>
(\sqrt{x²+1})² = x² <=>
x²+1 = x² <=>
1 = x² -x² <=>
1 = 0

Voilà j'ai fais ce que tu as dis mais je comprends pas ce que l'on fait puisque le résultat ne m'apporte rien et ne m'amène à rien.

En général pour déterminer le signe d'une dérivée on fait bien un tableau comme j'ai fais au tout début.

La je vois pas.

Posté par
Pirho
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 16:28

Bonjour à tous,

en attendant le retour des autres répondants , la dérivée du 3e terme est fausse

Posté par
carpediem
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 18:37

salut

idem Pirho ... mais pas d'accord avec toi : la dérivée de f est bien f'(x) =- \dfrac 1 2 + \dfrac {x} {2\sqrt{x^2 + 1}}

mais surtout :

1/ la nullité d'une expression ne donne pas son signe :

ce n'est donc pas l'équation f'(x) = 0 mais l'inéquation f'(x) \ge 0 (ou dans l'autre sens mais comme il n'y a que deux éventualités) qu'il faut résoudre

(ou alors il faut justifier avec un argument complémentaire pour donner le signe)   (*)

2/ la simple lecture de cette dérivée donne son signe (mais il faut tout de même argumenter sur une copie)

3/ il n'est même pas besoin de passer par la dérivée pour obtenir les variations de f et cette affirmation se justifie par des propriétés de collège ... enfin il fut un temps !!

4/ cependant hbx360 peut tout de même conclure à partir de 0 = 1 avec (*) ... mais quel est le bon argument à sortir


je laisse ma place et je reviendrai plus tard sur mes trois derniers points

Posté par
Pirho
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 18:52

salut carpediem

effectivement j'avais lu trop vite; la dérivée est juste

Posté par
Leile
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 18:55

carpediem, je vais reprendre le fil.

hbx360
je t'ai proposé l'égalité pour que tu te rendes compte que ta determination de la valeur qui annule la dérivée est fausse.

quand tu arrives à   x² =  x²+1   tu te rends bien compte qu'il y a quelque chose à en tirer, non ?
en effet    :
x²   <  x² +1    

déjà, tu peux conclure que ta dérivée ne s'annule pas.
Quel est son signe ? tu peux le savoir maintenant.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 19:02

Bonsoir,
Je confirme aussi que la dérivée est exacte.

Pour le sens de variation niveau collège, je ne vois pas trop.
Mais évitons de perdre hbx360 avec ça

J'indique une méthode bulldozer pour étudier le signe de la dérivée (sans écrire d'inéquation) :
Réduire au même dénominateur.
Et si on est encore dans le brouillard, on continue avec le style bulldozer :
Utiliser une quantité conjuguée.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 19:04

Bonsoir Leile,
Je n'avais pas vu ton message et te laisse reprendre tranquillement

Posté par
hbx360
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 21:21

Effectivement Leile j'avais pas compris pourquoi tu voulais que je fasse cela, mais encore une fois peut-être est-ce de collège mais je suis désolé pour mon manque de perspicacité mais quand je remplace dans la dérivé x par un nombre négatif par exemple par -1  :

f'(-1) =- \dfrac 1 2 + \dfrac {-1} {2\sqrt{(-1)^2 + 1}}

J'obtiens une valeur négative donc si je prend un nombre entre -oo et inférieur à 0 j'obtiens bien une valeur négative

Mais lorsque je prends une valeur positive je n'obtiens pas une valeur négative mais positive donc je ne comprend pas pourquoi dans la solution de mon livre il est mis que f'(x) est négative comme cela :

\begin{array}{|c|ccccccc||}x&-\infty&&+\infty \\{f'(x)}&&-\\{f(x)}&&\searrow\end{array}

Il y a quelque chose qui m'échappe.

Posté par
Leile
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 21:35

lorsque tu prends une valeur positive,   comme x=2  par exemple
la dérivée   vaut
-\dfrac{1}{2}+\dfrac{2}{2\sqrt{5}}  qui est négatif

avec x=10
-\dfrac{1}{2}+\dfrac{10}{2\sqrt{101}}
qui est négatif.

Je ne vois pas comment tu obtiens des résultats positifs...

à partir de x²   <   x² +1
tu pourras écrire que
\dfrac{x}{\sqrt{x²+1}} < 1
et en déduire que ta dérivée est toujours négative.

Posté par
hbx360
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 22:22

Ha oui je vois où est mon erreur dans mon calcul effectivement car j'ai omis -1/2 en pensant que cette valeur était négligeable mais en fait non.

En fait quand on regarde

 \dfrac {x} {2\sqrt{x^2 + 1}}

J'aurai du comprendre que x serait toujours plus petit que

 2\sqrt{x^2 + 1}

et toujours inférieur à -1/2

Merci Leile pour ton aide et merci aussi autre intervenant.

Posté par
Leile
re : Tableau de variation avec une racine 24-06-23 à 22:41

"et toujours inférieur à -1/2"  

tu voulais dire   "et toujours inférieur à 1/2"  je suppose.

je t'en prie, à une autre fois peut-être.

Posté par
hbx360
re : Tableau de variation avec une racine 25-06-23 à 09:48

Est-ce que se serait possible de me montrer comment on fait un tableau de signe avec :

f'(x) =- \dfrac 1 2 + \dfrac {x} {2\sqrt{x^2 + 1}}

parce que j'ai essayé mais je n'y arrive pas.

Je suppose qu'il faut tout mettre au même dénominateur :

f'(x)=\dfrac{x-\sqrt{x^2 + 1}}{2\sqrt{x^2 + 1}}

mais après ce qui me pose problème c'est le numérateur comment on fait pour trouver le signe je n'arrive pas à voir si c'est x ou la racine qui prend le dessus sur l'autre.

Une autre question subsidiaire :
Quand on élève une racine carré au carré doit-on mettre obligatoirement une valeur absolue en résultat par exemple si on a :

\sqrt{x^2 + 1}

et que je l'élève au carré : (\sqrt{x^2 + 1})²

est-ce que c'est égale à :

x²+1 ou bien |x²+1|

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Tableau de variation avec une racine 25-06-23 à 10:03

Je me permets de répondre en l'absence de Leile qui reprendra le fil quand elle le voudra.
Pour le signe de x-\sqrt{x^2 + 1} :
On peut déjà constater que le signe est évident si x est négatif.
Si x est positif, x^2 + 1 > x^2 ; donc \sqrt{x^2 + 1} > \sqrt{x^2} ; et \sqrt{x^2} = x car x positif.

Pour l'autre question du carré de \sqrt{x^2 + 1}, il y a des propriétés :
On ne peut écrire \sqrt{a} que si a \geq 0.
Et alors, par définition de la racine carrée, on a (\sqrt{a})^2 = a.

Pour finir, un extrait de mon précédent message :

Citation :
J'indique une méthode bulldozer pour étudier le signe de la dérivée (sans écrire d'inéquation) :
Réduire au même dénominateur.
Et si on est encore dans le brouillard, on continue avec le style bulldozer :
Utiliser une quantité conjuguée.

N'hésite pas à continuer à poser des questions

Posté par
hbx360
re : Tableau de variation avec une racine 25-06-23 à 11:02

D'accord merci pour ta réponse.

Posté par
hbx360
re : Tableau de variation avec une racine 26-06-23 à 09:31

J'aurai voulu savoir en partant du principe que je suis quelqu'un de novice en math et que je ne sache pas distinguer à vue de nez ou au coup d'oeil comment choisir le bon signe quand on cherche à savoir si x est plus grand ou plus petit que -\sqrt{x^2 + 1}.

Si par exemple naïvement donc, je pose :

x-\sqrt{x^2 + 1} \geq  0

Je poursuis :

x \geq  -\sqrt{x^2 + 1} <=>

x² \geq  (-\sqrt{x^2 + 1})² <=>

x² \geq  x^2 + 1

Mais là on vois clairement que c'est faux.

Donc ma question comment savoir quel signe je dois prendre lorsque je dois comparer deux fonctions comme ici ?

Posté par
Leile
re : Tableau de variation avec une racine 26-06-23 à 10:11

bonjour,  

tu fais une erreur de signe dans ce que tu écris ...
je rectifie avec des inégalités strictes.

x-\sqrt{x^2 + 1} >  0


x  >  \sqrt{x^2 + 1} <=>

x² >  (\sqrt{x^2 + 1})² <=>

x² >   x^2 + 1

en effet, on voit que c'est faux  donc tu peux conclure tout de suite que x-\sqrt{x^2 + 1} >  0   est impossible.

Si tu l'avais posée dans l'autre sens, tu aurais obtenu une inégalité toujours vraie.
Que tu la poses dans un sens ou l'autre n'a pas vraiment d'importance, si ton résultat te permet de conclure sans ambiguité.

Posté par
hbx360
re : Tableau de variation avec une racine 26-06-23 à 12:58

D'accord, merci pour ta réponse.



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