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Asymptotes obliques

Posté par
Laeronac
05-12-15 à 12:25

Bonjour, j'aurais besoin d'aide pour un exercice de maths.

L'énoncé est :

On considère la fonction f définie sur R-{2} par f(x) = (2x²-3x-1)/(x-2) on appelle C la courbe représentative de f dans un repère orthonormal (O ; i ; j )

1) Calculer les limites de f aux bornes de son ensemble de définition et en déduire l'existence d'éventuelles asymptotes.

2) En + et - la courbe C semble se rapprocher d'une droite D non parallèle aux axes du repère. Le but de cette question est de déterminer D et de justifier cette observation.

a)Déterminer les réels a,b et c tels que pour tout réel x2, f(x)=ax+b+[c/(x-2)].

b)On considère alors la droite D d'équation y=ax+b.Etudier les positions relatives de D et C.

c)Soit un réel x2, on appelle M et N les points d'abscisse x et situés respectivement sur C et D. Exprimer la distance MN en fonction de x suivant les valeurs de x.

d)Déterminer les limites de la fonction x MN en + et - et interpréter graphiquement ces résultats.

A savoir :
On dit que D est une asymptote oblique à C en + et -.

3-a-Déterminer les coordonnées du point A d'intersection des deux droites asymptotes à C.

b-Placer A sur le graphique. Quel rôle particulier semble jouer ce point pour la courbe C ? Démontrer cette conjecture.

Aide :
Considérer les points M et M' de C d'abscisses respectives 2+h et 2-h où h est un réel non nul.


Ce que j'ai fais :

1- .lim - f(x)= -
    .lim + f(x)=+
    .lim 2 quand x2 f(x)=+
                     quand x2 f(x)=-
-Asymptote verticale en 2.

Et je suis bloqué dès la 2-a pouvez-vous m'aider ?

Merci de votre attention.

Posté par
alainpaul
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 12:32

Bonjour,

Je pose ma division:2x^2-3x-1 |x-2
et l'effectue selon les puissances décroissantes de x ,
je trouve un quotient 2x+1  et un reste  1  ,ce qui répond à la question 2a ,

...


Alain

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 12:43

Les puissances décroissantes de x ??

Posté par
Priam
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 13:42

Cela revient à mettre la première expression de f(x) sous la forme de la seconde expression (avec  a  et  b ).
On peut aussi metrte la seconde expression sous la forme de la première, et identifier les coefficients; d'où  a  et  b .

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 14:42

Oui mais j'ai essayé de faire les deux façon et je pense que je fais un truc mal puisque quand je pars de la première expression je ne tombe pas sur la deuxième et inversement.
En partant de la première j'arrive à (2x-4)/-1 et en partant de la deuxième à (ax²-2ax+bx-2b+c)/(x-2) du coup je ne vois pas comment faire.

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 15:14

Je viens de refaire en partant de la première équation et j'ai trouvé -2x+3-1/(x-2), est ce que c'est sa ou ai-je fais une erreur de calcule ou autre?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 15:33

non c'est pas ça. (2x²-3x-1)/(x-2) = 2x+1 + 1/(x-2)

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 15:37

d'accord je vais réessayer merci

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 15:42

Comment trouve tu 1/(x-2) parce que dès que je sors c de l'équation sa me donne -1/(x-2) et non 1

Posté par
Glapion Moderateur
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 15:52

Prenons la méthode Priam (car la division euclidienne de polynômes dont raffole alainpaul, ça n'est plus enseigné je crois)

ax+b+ c/(x-2) = (ax+b)(x-2) + c]/(x-2) = (ax² +(b-2a)x-2b+c)/(x-2) et on veut que ça soit égal à (2x²-3x-1)/(x-2) donc :
a = 2
b-2a = -3 qui donne b = 2a-3 = 1
-2b+c = -1 qui donne c = 2b-1 = 1

et donc (2x²-3x-1)/(x-2) = 2x+1 + 1/(x-2)

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 16:18

Ah d'accord merci je ne partais pas de la bonne équation en fait. Pour la 2-b- faut juste dire ou les deux équations se croisent ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 16:21

Etudier les positions relatives de D et C ?

il faut étudier le signe de f(x) -(2x+1) = 1/(x-2)
si c'est positif, la fonction est au dessus, et si c'est négatif elle est en dessous.

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 05-12-15 à 20:20

C'est bon si je dis que quand x>2 alors f(x) -(2x+1)>0 et quand x<2 alors f(x) -(2x+1)<0 ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 00:01

oui

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 09:48

D'accord merci beaucoup.

Pourrais-tu m'expliquer la c parce que je ne sais pas vraiment ce qu'ils attendent. Ils nous disent de prendre M et N les points d'abscisse x et situés respectivement sur C et D. Sauf que C coupe deux fois l'axe des abscisse j'en prend un des deux ? Pour exprimer la distance je n'aurais qu'à regarder combien de chiffres y a entre les deux points ? ex: x=-2 et x=0 y aura 2 de différence ou faut faire autrement ?

Posté par
Priam
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 09:52

Les deux points M et N sont de même abscisse  x .

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:03

Ah bon pourtant ils disent qu'ils sont sur C et D et D est une asymptote oblique du coup je ne vois pas comment ils peuvent être sur le même abscisse ??

Posté par
Priam
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:09

Fais un croquis : deux courbes l'une au-dessus de l'autre et une verticale d'abscisse  x  qui coupe les courbes en deux points M et N de même abscisse  x .

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:18

Bonjour,

Tu as :

\lim_{x\to -\infty}f(x)=-\infty

A présent, regarde ce que donne  :

\lim_{x\to -\infty}\dfrac{f(x)}{x}=...

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:20

C'est les points M et N des deux asymptotes, celle verticale et D celle oblique ?
Si c'est le cas est ce que xM de la droite D=-0.5 et l'autre C de l'autre asymptote = 2 ?

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:21

Tu trouvera ainsi un réel m tel que :

\lim_{x\to -\infty}\dfrac{f(x)}{x}=m

tu étudies ensuite :

\lim_{x\to -\infty}[f(x)}-mx]=p

Ainsi, la droite d'équation y=mx+p sera asymptote à ta courbe.

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:24

Bonjour Jedoniezh,

j'ai trouvé que la limite était égale à -

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:26

Je ne comprend pas pourquoi faut que je trouve une asymptote à ma droite j'ai déjà deux asymptote non ?

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:30

[tex]\lim_{x\to -\infty}[f(x)-2x]=\lim_{x\to -\infty}\dfrac{\cancel{2x^2}-3x-1\cancel{-2x^2}+4x}{x-2}=\lim_{x\to -\infty}\dfrac{x-1}{x-2}=1
-\infty[/tex]

\lim_{x\to -\infty}\dfrac{f(x)}{x}=\lim_{x\to -\infty}\dfrac{\dfrac{2x^2-3x-1}{x-2}}{x}=\lim_{x\to -\infty}\dfrac{2x^2-3x-1}{x^2-2x}\lim_{x\to -\infty}\dfrac{2x^2}{x^2}=2

La droite d'éaution y=2x+1 est donc asymptote à la courbe.

Asymptotes obliques

Posté par
Priam
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:32

Les deux ponts M et N de même abscisse  x  sont l'un sur la courbe et l'autre sur l'asymptote oblique.

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:33

Je réponds juste à la première question en te donnant la méthode.

Tu as :

.\lim_{x\to -\infty}f(x)=-\infty

.\lim_{x\to -\infty}[f(x)-2x]=\lim_{x\to -\infty}\dfrac{\cancel{2x^2}-3x-1\cancel{-2x^2}+4x}{x-2}=\lim_{x\to -\infty}\dfrac{x-1}{x-2}=1


.\lim_{x\to -\infty}\dfrac{f(x)}{x}=\lim_{x\to -\infty}\dfrac{\dfrac{2x^2-3x-1}{x-2}}{x}=\lim_{x\to -\infty}\dfrac{2x^2-3x-1}{x^2-2x}\lim_{x\to -\infty}\dfrac{2x^2}{x^2}=2


La droite d'équation y=2x+1 est donc asymptote à la courbe.

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:35

Et on trouve la même chose quand x\to +\infty

Voilà donc 2 bornes de ton domaine qui ont été étudiées.

Il reste à présent à regarder quand x\to 2

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:39

Ah oui mais justement cette asymptote c'est la droite D on l'avait déjà trouvé. Mais je ne vois pas comment MN peut être sur des abscisses commun à C et D puisque la droite ne croise pas l'asymptote c'est sa mon problème.

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:41

On trouve effectivement ce que tu as mentionné dans ton tout premier message.
A présent, on y voit plus clair.

Asymptotes obliques

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:46

Ok là-dessus.

\dfrac{2x^2-3x-1}{x-2}=ax+b+\dfrac{c}{x-2}=2x+1+\dfrac{1}{x-2}

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 10:55

Laeronac @ 06-12-2015 à 10:39

Ah oui mais justement cette asymptote c'est la droite D on l'avait déjà trouvé. Mais je ne vois pas comment MN peut être sur des abscisses commun à C et D puisque la droite ne croise pas l'asymptote c'est sa mon problème.


Voir figure.

Asymptotes obliques

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:09

Ah d'accord je n'avais pas du tout pensé a faire comme sa pour l'abscisse j'y vois beaucoup plus clairement avec ton schéma merci beaucoup. Pour calculer la distance il faut une formule ou on fait juste graphiquement ?

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:14

2) alternative :

f(x) = (2x²-3x-1)/(x-2)
f(x) = (2x²-4x + x-2 + 1)/(x-2)
f(x) = [2x(x-2) + (x-2) + 1]/(x-2) = [(2x+1)(x-2) + 1]/(x-2)
f(x) = (2x+1) + 1/(x-2)
---

lim(x--> +/- oo) 1/(x-2) = 0

Et donc pour x --> +/- oo, la courbe de f(x) tend vers celle de la droite d'équation y = 2x+1

La droite d'équation y = 2x+1 est donc asymptote en -oo et en + oo à la courbe représentant f(x)
-----
Sauf distraction.  

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:16

D'accord merci au moins j'ai deux méthodes

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:16

Ta distance MN sera donné par :

MN=d(x)=\mid y_M-y_N\mid=\mid\dfrac{x^2(2-a)+x(2a+b-3)+(2b-1)}{x-2}\mid

Tu as vu ci-dessus que a=2 et b=1

tu obtiens donc :

MN=d(x)=\mid y_M-y_N\mid=\mid\dfrac{1}{x-2}\mid

Quand   x\to \pm \infty , on a   d(x)\to 0

La distance MN devenant de plus en plus petite au fur et à mesure que x\to\pm\infty, celle-ci va tendre vers 0, d'où l'asymptote.

Asymptotes obliques

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:22

Ah d'accord du coup y a pas de résultat défini pour la distance MN c'est une fonction et le résultat dépendra donc de la ou l'on les place !! J'ai compris merci beaucoup à vous !!

3-a- A(2;5) ?
   b- Je ne suis pas sur mais c'est le point de symétrie de la courbe C ? :/

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:23

3-a-Déterminer les coordonnées du point A d'intersection des deux droites asymptotes à C.

Coordonnées du point A, intersection des 2 droites, donc :

\left\lbrace\begin{array}l x=2 \\ y=2x+1 \end{array}\Longrightarrow A:(2,5)

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:25

Citation :
b- Je ne suis pas sur mais c'est le point de symétrie de la courbe C ? :/

Oui, tout à fait.

Reste à le prouver.

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:25

D'accord donc ça j'avais bon maintenant c'est sur la b que je ne suis pas sur mais je pense que c'est le point de symétrie de la courbe C

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:26

D'accord merci je dois le prouver en utilisant l'aide de l'énoncé en mettant un M' ?

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:32

Bof, ça me semble une aide un peu "raide".

Je te propose autre chose : ça te rappelle quoi les points de symétrie pour une courbe ?

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:38

Heu plus grand chose Les points sont reportés à travers le point de symétrie, de même pour la courbe :/ désolé j'ai pas vraiment revu sa depuis la 3ieme quoi :/

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:39

Les fonctions paires et impaires, ce n'est pas du programme de troisième ...

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:44

.fonction paire : pour tout x du domaine de définition, f (−x) = f (x).
.fonction impaire : pour tout x du domaine de définition, f (−x) = −f (x).

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:48

Paire ==> courbe symétrique par rapport à l'axe des ordonnées
Impaire ==> courbe ayant l'origine comme point de symétrie.

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 11:52

En d'autres termes, si on effectue un changement de repère allant de (O,i,j) vers (A,i,j), la courbe sera impaire dans ce nouveau repère.

Asymptotes obliques

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 12:02

D'accord du coup si elle avait été paire les courbe aurait été ''collé'' a A ?
Et sa suffit comme démonstration si je fais le schéma ?

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 12:04

D'accord du coup si elle avait été paire les courbe aurait été ''collé'' a A ? ==> absolument pas
Et sa suffit comme démonstration si je fais le schéma ? ==> non

Asymptotes obliques

Posté par
Jedoniezh
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 12:09

Dans (O,i,j), on a A(2,5) avec les axes Ox et Oy.

Dans (A,i,j), on a A(0,0) avec les axes OX et OY.

Changement de repère :

\left\lbrace\begin{array}l X=x-2 \Longleftrightarrow x=X+2\\ Y=y-5 \Longleftrightarrow y=Y+5\end{array}

De ce fait, dans le repère (A,i,j), la fonction aura cette expression :

y=f(x)\Longleftrightarrow Y+5=f(X+2)\Longleftrightarrow Y=\dfrac{2X^2+2}{X}\\\\ \text{Donc }f(X)=\dfrac{2X^2+2}{X}

Il ne reste plus qu'à prouver que la fonction f est impaire dans ce nouveau repère, c'est à dire de montrer que f(-X)=-f(X)

Posté par
Laeronac
re : Asymptotes obliques 06-12-15 à 12:10

Si je mets un point M et M' et que je montre qui sont symétrique par rapport à A ?

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