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Niveau école ingénieur
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Calcule dérivée seconde tan²(x)

Posté par
Raytox
05-09-16 à 21:54

Bonjour,

Je suis nouveau sur le forum et ce n'est pas a mon habitude de demandé de l'aide mais la je suis en face d'un dilemme que je n'arrive pas a résoudre, j'espère que vous m'éclairez plus a son sujet.

Donc dans un de mes exercices on me demande de calculé la dérivé de tan²(x) je trouve bien 2tan(x)*(1+tan²(x)),
Le soucis c'est de calculé la dérivée seconde de tan²(x)
Donc tan²''(x).
Mon résonnement est le suivant,
Sachant que la dérivé de tan²(x) est 2tan(x)*(1+tan²(x)).
L'expression que l'ont obtient on doit la re dérivée,
Ce qui nous donnent [(2tan(x)*(1+tan²(x))]'
Cette expression est sous la forme de U*V selon moi,
Avec U= 2tan(x) et V= 1+tan²(x)
Ce que j'ai fais c'est appliqué la formule,
On a U'= 1+tan²(x) et V'= 2tan(x)*(1+tan²(x))
Donc sachant que les dérivé de forme U*V sont U'V+UV'
On remplace:
1+tan²(x)*1+tan²(x)+2tan(x)*2tan(x)*(1+tan²(x)  =
2(1+tan²(x))+4tan(x)*(1+tan²(x))  =
2+2tan²(x)+4tan(x)+4tan^3(x)

Or mon professeur après correction trouve exactement:
2+8tan²(x)+6tan^4(x)

Merci de bien vouloir m'expliqué clairement comme je l'ai développé, ou ce trouve mon erreur par un raisonnement.

Merci d'avance

Posté par
Raytox
re : Calcule dérivée seconde tan²(x) 05-09-16 à 22:00

***citation inutile supprimée***un simple suffit

Posté par
jsvdb
re : Calcule dérivée seconde tan²(x) 05-09-16 à 22:16

bonjour raytox

Comme toujours avec la fonction tangente, quand il s'agit de dérivée, il n'y a quasiment que du calcul algébrique.
Tu poses X = tan et tu as X' = (1 + X²)
A partir de là, il te faut trouver la dérivée seconde de X².

La dérivée première
(X²)' = 2XX' = 2X(1 + X²), là rien à dire

La dérivée seconde

(X²)'' = 2X'(1 + X²) + 2X(2XX')
(X²)'' = 2(1 + X²)(1 + X²) + 4X²(1 + X²) = 2 + 8X² + 6X² , d'où la formule.

Posté par
mdr_non
re : Calcule dérivée seconde tan²(x) 05-09-16 à 22:16

bonsoir : )

On peut passer un instant sur la non cohérence de tout ce que tu as écrit.

Citation :
Cette expression est sous la forme de U*V selon moi,
Avec U= 2tan(x) et V= 1+tan²(x)
Ce que j'ai fais c'est appliqué la formule,
On a U'= 1+tan²(x) et V'= 2tan(x)*(1+tan²(x))
Donc sachant que les dérivé de forme U*V sont U'V+UV'
On remplace:
1+tan²(x)*1+tan²(x)+2tan(x)*2tan(x)*(1+tan²(x)  =
2(1+tan²(x))+4tan(x)*(1+tan²(x))  =
2+2tan²(x)+4tan(x)+4tan^3(x)
Je souligne en rouge ta première erreur, il manque un facteur 2.
Ensuite, avec l'oubli du facteur 2 tu oublies des parenthèses, corrige tout ça.

Plus simplement, pourquoi tu ne développes pas :
Citation :
Donc dans un de mes exercices on me demande de calculé la dérivé de tan²(x) je trouve bien 2tan(x)*(1+tan²(x)),

?



Note : quoi que tu fasses, tu ne pourras jamais dériver \tan(x)^2. On dérive des fonctions et non des expressions.
Un domaine doit être spécifié.

Posté par
Raytox
re : Calcule dérivée seconde tan²(x) 06-09-16 à 21:23

Merci pour vos réponses,

Tout d'abord je ne comprends pas le faite de poser X=tan vu qu'on doit dérivé tan c'est la ou j'ai bloqué,

Citation :
La dérivée seconde

(X²)'' = 2X'(1 + X²) + 2X(2XX')

et je n'ai absolument pas compris comment as tu fais pour en arrivé la j'ai besoin de plus de détail s'il te plaît.

Et ensuite mdr_non, Merci pour la remarque je l'avais remarqué juste après avoir envoyé le post mais effectivement tu as raison.

Citation :
On a U'= 1+tan²(x)


Effectivement cela donne bien 2(1+tan²(x) et non pas 1+tan²(x)

Citation :
On remplace:
1+tan²(x)*1+tan²(x)+2tan(x)*2tan(x)*(1+tan²(x))  =
2(1+tan²(x))+4tan²(x)*(1+tan²(x))  =
2+2tan²(x)+4tan²(x)+4tan^4(x)  =
2+6tan²(x)+4tan^4(x)


Du coup cela donne :

On remplace:
2*(1+tan²(x))*(1+tan²(x))+2tan(x)*2tan(x)*(1+tan²(x))  =
4(1+tan²(x))+4tan²(x)*(1+tan²(x))  =
4+4tan²(x)+4tan²(x)+4tan^4(x)  =
4+8tan²(x)+4tan^4(x)

Et je trouve toujours pas le même résultats donc j'aimerais bien savoir clairement comment on fais.

En ce qui concerne la forme développé cela me donne bien :

2tan(x)+2tan^3(x)

Mais même problème lorsque je dérive ceci je ne sais pas dérivé tan^3 du coup ça ma bloqué dans la suite de mes calcules.

Donc voila j'attend vos réponses avec impatiences, Je suis vraiment désolé de mettre du temps a répondre entre les cours de prépa et les devoirs j'ai pas mal de choses a faire veuillez m'en excusez merci.

Posté par
jsvdb
re : Calcule dérivée seconde tan²(x) 06-09-16 à 23:46

Raytox @ 06-09-2016 à 21:23

Tout d'abord je ne comprends pas le faite de poser X=tan vu qu'on doit dérivé tan c'est la ou j'ai bloqué,

Ça m'évite de m'empoisonner avec 3 lettres quand je peux n'en n'utiliser qu'une.
(Et dans ton cas, ça va t'éviter de traîner une suite de 6 symboles : X remplacera tan(x))
X remplace donc tan. D'où :
X' = tan' = 1 + tan² = 1 + X²
X'' = 1 + 2XX' = 1 + 2X(1+X²)
etc etc

Mis sous cette forme, les calculs sont purement algébriques, comme annoncés.

Posté par
Raytox
re : Calcule dérivée seconde tan²(x) 08-09-16 à 22:12

Merci pour ta réponse @jsvdb,

Un amis ma fais comprendre pour la dérivé seconde qu'on utilisé en faite plus simplement:

nU^n-1*U'

A partir de la j'ai pu résoudre mon calcule.



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