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Niveau terminale
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Convexité bis

Posté par
Mercator
01-03-23 à 14:41

Bonjour , pourriez-vous m?aider à faire cette exercice s?il vous plaît :
Voici, dans un repère, la courbe représentative C de la fonction f définie sur   par f(x) = -4e^-x.
a) Déterminer graphiquement la convexité de f.
b) Déterminer f?(x) pour tout réel x, puis une équation de la tangente à C au point d?abscisse 2.
c) Sur quel intervalle a-t-on f(x) 4e^-2(x-4) ?
d) En déduire sans calculatrice que  e^0,5 5/3. Le vérifier ensuite à la calculatrice.

Posté par
Mercator
re : Convexité 01-03-23 à 14:45

Voici la courbe

Convexité

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Convexité 01-03-23 à 14:47

Bonjour,
Poste la courbe si tu veux de l'aide pour a).

Montre tes calculs pour cette question de b) :

Citation :
Déterminer f'(x) pour tout réel x


Je ne vais plus être disponible ; mais d'autres intervenants vont passer

Posté par
Leile
re : Convexité 01-03-23 à 14:47

bonjour,

qu'as tu fait ? où en es tu ?

Posté par
Mercator
re : Convexité 01-03-23 à 14:47

Pour la a) voici ma réponse : Alors pour la première question j'ai fais ça :
Graphiquement, entre ]-;2], la fonction est convexe car la courbe de f est au dessus de la tangente. Et entre [2;+[ la fonction est concave car la courbe est en dessous de la tangente.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Convexité bis 01-03-23 à 14:49

OK pour la courbe
J'ai modifié le titre pour distinguer de ton précédent sujet.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Convexité bis 01-03-23 à 14:50

Bonne continuation avec Leile que je salue

Posté par
Leile
re : Convexité bis 01-03-23 à 14:56

OK pour la question 1.

f'(x) = ?   montre comment tu fais.

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 14:56

Pour la b)     f(x) = -4xe^-x
f'(x) = e^-x ( -4+4x)
Et pour l'équation de la tangente : y= f'(2) (x-2)+ f(2)
f'(2) = e^-2(-4+4x2)
f'(2)= e^-2(-4)
f(2)= -4x2e^-2
f(2)= -8e^-2

y= 4e^-2(x-2)+ (-8e^-2)
y=4xe^-2-8e^-2-8e^-2
y= 4xe^-2+(-16e^-2)
y= e^-2(4x-16) voici l'équation de la tangente

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 14:57

Sylvieg mercii beaucoup à vous et merci beaucoup aussi Leile

Posté par
Leile
re : Convexité bis 01-03-23 à 15:02

OK pour tes calculs.
note que tu pourrais factoriser davantage :
f'(x) = 4e^(-x) (x-1)
et pour la tangente y = 4e^(-2) (x-4)

ce qui nous amène à la question c)...
tu y vas ?

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 15:06

J'ai pas compris ce que vous trouvez ici , ou va le 16 y = 4e^(-2) (x-4) et ici aussi j'ai pas compris   f'(x) = 4e^(-x) (x-1)  est ce que vous pourriez m'expliquez s'il vous plaît

Posté par
Leile
re : Convexité bis 01-03-23 à 15:18

tu as écris  f'(x) = e^-x ( -4+4x)  
j'ai écrit e^(-x) pour bien montrer  e-x  

et (-4  + 4x)  =  4(-1  +x )  =  4(x-1)
d'ou  f'(x)  =  4 e -x  ( x-1)    ==>  f'(x) = 4e^(-x) (x-1)

pour l'équation de la tangente :
tu écris y  = e^-2(4x-16)      
et  4x - 16  =  4(x - 4)       OK ?

Posté par
Leile
re : Convexité bis 01-03-23 à 15:28

je dois partir... je vais laisser un message pour qu'un autre intervenant puisse terminer avec toi. OK ?

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 15:28

Ok merci pour la c) j'ai un blocage est ce que je fais ça : -4xe^-x4e^-2(x-4)

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 15:29

Ok mercii beaucoup Leile

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 16:07

Bonjour

c'est bien ce qu'on vous demande

 -4\text{e}^{-x}\geqslant 4\text{e}^{-2(x-4)}

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 16:11

À moins qu'il faille lire

4(x-4)\text{e}^{-2}

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 16:21

Décidément, j'ai vraiment mal lu le texte  
l'inéquation est bien

-4x\text{e}^{-x}\geqslant 4 \text{e}^{-2}(x-4)

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 16:31

Je suis entrain de la faire ok merci je vous l'envoie dans 5 min

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 16:55

-4xe^-x4e^-2(x-4)
-4x-14x-2-16-2
-4x-4xe^0-18-2
-8x/-8-21/-8
x29
Est ce que c'est bon ? désolé du retard

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 16:59

Comment passez-vous d'une ligne à l'autre ?

Ne serait-ce pas plutôt une résolution graphique ?

Comment peut-on interpréter cette inéquation ?

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:02

Je sais vraiment pas

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:02

Comment on peut utiliser le graphique ?

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:06

Au vu des questions précédentes, vous pouvez répondre à la dernière question

y=-4x\text{e}^{-x} est l'équation de la courbe

 y=4\text{e}^{-2}(x-4) est l'équation de

On peut donc interpréter cette inéquation par  : sur quel intervalle la courbe représentative de f est-elle au-dessus de

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:10

Sur l'intervalle [2;+[ ?

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:11

au dessus de la tangente ah non c'est ]-;2]

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:15

y=-4x\text{e}^{-x} est l'équation de la courbe

 y=4\text{e}^{-2}(x-4) est l'équation de la tangente en 2 à la courbe .

On peut donc interpréter cette inéquation par  : sur quel intervalle la courbe représentative de f est-elle au-dessus de la tangente en 2 à la courbe représentative de f

sur ]-\infty~;~2] je ne pense pas que l'on puisse donner une autre réponse

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:19

Ok c'est à dire que on ne fais pas l'inéquation -4xe^-x4e^-2(x-4) ? Mais comment on sait que c'est sur l'intervalle ]-;2]

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:22

Vous avez le graphique, sinon le voici :

Convexité bis

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:23

Ok merci donc on peux passer à la d)

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:25

Oui

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:27

Donc pour la d) dans calculatrice j'ai fais ça :
e^0,55/3
0,55/3x3/5
0,515/15
0,51

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:32

Vous ne pouvez pas partir du résultat on vous demande de montrer sue \\text{e}^{0,5} est plus petit que  5/3

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 17:33

\text{e}^{0.5}

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 19:07

J'ai pas compris comment je dois faire s'il vous plaît

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:05

Pour l'instant, je cherche, je ne vois pas le lien avec la question précédente.

Posté par
co11
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:11

Bonsoir,
je n'aime pas trop cette question mais bon, une piste possible :
partir de l'inégalité précécente avec x = 3/2 = 1,5
Je crois que ça marche

Posté par
co11
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:19

Ou alors, en conservant des "x", voir d'abord que l'inégalité précédente équivaut à :
e-x+2 4/x - 1
puis x = 3/2 = 1,5
Si je ne me trompe pas  ......

Posté par
Mercator
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:23

Merci pour votre aide mais j'ai pas compris

Posté par
co11
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:33

L'inégalité du c) est finalement :
-4xe-x 4e-2 (x - 4)
si je ne me trompe ....

Posté par
Leile
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:37

bonsoir,
je suis d'accord avec co11

en partant de -4x  e^-x   <   4 e^-2    * (x-4)
on  simplifie par 4, et on divise par  e^-2   de part et d'autre

ca donne
- x  *  e^(2-x)  <  x-4  
soit
x  *   e^(2-x)   >   x - 4

nous, on vise  e^0,5    
2 - x =  0,5     ==>  x= 1,5
quand on applique   x = 3/2   on a boutit bien à  e^0,5   <  5/3  ...   je crois

Posté par
co11
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:42


Oui je crois aussi.
merci Leile

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:44

Pas d'accord

vous multipliez par -1 on obtient alors


-(-x \text{e}^{2-x})>-(x-4)

soit x\text{e}^{2-x}>4-x

Posté par
Leile
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:47

j'ai fait une erreur (faute de frappe)dans le sens de l'ingalité ; je reprends :
en partant de -4x  e^-x  >  4 e^-2    * (x-4)
on  simplifie par 4, et on divise par  e^-2   de part et d'autre

ca donne
- x  *  e^(2-x) >  x-4  
soit
x  *   e^(2-x)   <   x - 4

nous, on vise  e^0,5    
2 - x =  0,5     ==>  x= 1,5
quand on applique   x = 3/2   on aboutit bien à  e^0,5   <  5/3

Bonne soirée

Posté par
Leile
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:50

decidemment, je devrais faire aperçu..   désolée !
en partant de -4x  e^-x  >  4 e^-2    * (x-4)
on  simplifie par 4, et on divise par  e^-2   de part et d'autre

ca donne
- x  *  e^(2-x) >  x-4  
soit
x  *   e^(2-x)   <   4-x

nous, on vise  e^0,5    
2 - x =  0,5     ==>  x= 1,5
quand on applique   x = 3/2   on aboutit bien à  e^0,5   <  5/3

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:51

Non
je ne comprends pas

Citation :
ça donne
- x  *  e^(2-x) >  x-4  
soit
x  *   e^(2-x)   <   x - 4


Que devient le signe -  ?

Posté par
hekla
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:56

Avec le correctif, d'accord

Ne faudrait-il pas dire que l'on est bien dans l'intervalle ]-\infty~;~2]

Posté par
Leile
re : Convexité bis 01-03-23 à 20:59

hekla @ 01-03-2023 à 20:56

Avec le correctif, d'accord

Ne faudrait-il pas dire que l'on est bien dans l'intervalle ]-\infty~;~2]


oui, tu as raison hekla. Ce serait plus propre.

Posté par
Leile
re : Convexité bis 01-03-23 à 21:00

Mercator, ça va pour toi ?

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