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Démontration de la dérivée x puissance n

Posté par
boblatouffe
19-04-08 à 15:33

Bonjour, je cherche à démontrer que la dérivée de x puissance n, c'est nx^n^-^1. j'ai fait:
\frac{f(a+h)-f(a)}{h}=\frac{(a+h)^n-a^n}{h}
Et là, il y a comme un problème pour développer le premier therme. je ne peux pas distribuer. Comment faire? Merci pour vos réponses

Posté par
littleguy
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 15:36

Bonjour

Un raisonnement peut faire l'affaire.

Posté par
littleguy
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 15:37

j'ai voulu écrire "un raisonnement par récurrence"

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 15:39

Et comment peux-t-on s'y prendre?

Posté par
littleguy
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 15:52

- Initialisation : On démontre facilement que si f(x) = x alors f '(x) = 1, donc f '(x) = 1x1-1.

La formule est donc vraie pour n=1

- Hérédité : hypothèse de récurrence (xn)' = nxn-1

or xn+1 = xn.x

en utilisant (uv)' = u'v+uv', on obtient (xn+1)' = (nxn-1).(x)+(xn).(1) = (n+1)xn

Elle est donc héréditaire

- Conclusion : la formule est vraie quel que soit n

Mais tout dépend des "prérequis", c'est-à-dire de ce que tu as le droit d'utiliser...

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:04

Mais, je tombe sur x^n(n+1), au lieu de nx^n^-^1. Je ne comprends pas. Sinon le raisonnement, j'ai tout comprit.

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:09

c'est pareil.
sinon, commence l'hypothèse de récurrence au rang n-1, plutôt qu'au rang n.

...

Posté par
littleguy
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:13

Bonjour pgeod

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:16

salut littleguy
désolé, je te croyais absent de l'
...

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:18

Ah ok, ça marche bien. Mais juste pour ton comprendre. Pourquoi nx^n^-^1 c'est pareil que (1+1)x^n?

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:18

Pardon,(n+1)x^n

Posté par
otto
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:20

C'est assez clair que le terme d'ordre x^n va etre 1, que le terme d'ordre x^(n-1) va etre n et que le terme constant va etre 1, donc on peut s'en sortir si on ne connait pas le binôme de Newton.

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:22

le binome de Newton? Oula, j'ai encore beaucoups de chose à apprendre^^

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:25

dès lors que la propriété est vraie à tout rang 1,
elle est vraie pour n, n-1, n+1, etc ..

et donc dérivée de fn : n f' fn-1
et donc dérivée de fn-1 : (n-1) f' fn-2
et donc dérivée de fn+1 : (n+1) f' fn
etc...

la démonstration de l'hérédité d'une propriété peut donc se faire
à n'importe quel rang dans une démonstration par récurrence.

...

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:26

Ce que tu appelles, rang, c'est ce qu'on fait en initialisation?

Posté par
littleguy
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:27

Bonjour otto

Déjà que le raisonnement par récurrence n'est plus officiellement au programme de première, le binôme de Newton est du grand luxe

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:27

salut otto
...

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:28

Ne vous inquiettez as, j'ai fais de la recurence en atelier Maths pour les mecs beton comme moi ^^. Depuis que j'ai touché au espace vectoriel, j'ai plus peur^^

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:28

Mais le rang? c'est quoi?

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:29

>> boblatouffe.
Ce que j'appelle rang c'est l'indice n.

..

Posté par
littleguy
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:29

boblatouffe : Alors jette un coup d'oeil sur le binôme de Newton

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:34

Pour résumer, si je démontrer que P est vrai pour n+1. Alors elle vrai pour n-1, n+1, et n tout court? Littleguy, si je pige bien, à pris n au rang n+1, qu'est ce qui lui prouve qu'il en sais pas tromper? que (n+1)x^n = nx^n-1?

Posté par
littleguy
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:36

Pas compris 16:34 boblatouffe. Tu peux expliciter ? Un rapport avec 15:52 ?

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:38

Je précise :

si l'on établit que P est vrai au rang 1, que l'on suppose que P est vrai
au rang n, et que l'on démontre que P est vrai au rang n+1

c'est équivalent à :

établir que P est vrai au rang 1, supposer que P est vrai
au rang n-1, et démontrer que P est vrai au rang n.

...

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:40

>> litleguy. Je suis désolé. J'ai l'impression d'avoir introduit
le doute dans l'esprit de boblatouffe. Ce qui n'était pas le but
de ma réponse première.

...

Posté par
littleguy
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:43

> boblatouffe

On est plusieurs sur le coup. Peut-être que ça t'embrouille. Je vais me retirer ; juste avant de partir je détaille ma démarche :

- j'ai montré (enfin pas tout à fait, j'ai dit que c'était facile à faire) que la propriété était vraie pou n=1

- j'ai montré que si elle l'était à un rang quelconque (en l'occurrence je l'ai appelé n), alors elle l'était au rang suivant (donc ici n+1)

- j'en ai déduit qu'elle était varie pour tout n non nul.

Posté par
littleguy
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:43

Pas de souci pgeod

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:45

Donc si je pige bien n+1)x^n = nx^n-1 est vraie, pour tout n.
Maintenant, je mets que (n+1)x^n = nx^n-1 égal ça: (n-1)x^n
Est ce que c'est bon?

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:46

comment est apparu le smiley, je n'en sais rien

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:51

Parce que, si je fais la dérivée de x^4, on sais tous que sais 4x^3
Si j'utilise (1+n)x^n, j'obtiens donc, (1+4)x^4, autrement dit 5x^4. c'est ça qui me chagrine dedans

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 16:57

Je ne comprends pas ce que tu écris.

(n + 1) xn est la dérivée de xn+1
n xn-1 est la dérivée de xn

d'où sort cette égalité : (n + 1) xn = n xn-1

Ce n'est pas parce que je dis qu'il est équivalent de faire une
récurrence au rang n ou au rang n-1, que les expressions sont égales
au rang n et n-1.

...

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 17:16

Ok, maintenant je comprends bien, je pensais que les deux expressions étaient égales. merci pour tout

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 17:18

ok.

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 17:31

Euh, je reviens:
Pour l'hérédité, j'ai fais xn-1^=x^n/x
(x^n/x)'= ((nx^n-1)-x^n)/x^2
        = n-1(x^n)/x^2
Je ne retrouve pas l'égalité nx^n-1

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 17:45

Je reprends la démo de littleguy, mais au rang n-1 :

- Hérédité : hypothèse de récurrence (xn-1)' = (n-1)xn-2

or xn = xn-1.x

en utilisant (uv)' = u'v+uv', on obtient (xn)' = (n-1)xn-2.(x)+(xn-1).(1) = (n-1)xn-1 + xn-1 = n.xn-1

Convaincu, cette fois ?

...

Posté par
boblatouffe
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 17:48

Ah oui, ok, j'ai utilisé trop compliqué. Merci beaucoup d'eztre revenu, la j'ai vraiement compris.. Ah bientot

Posté par
pgeod
re : Démontration de la dérivée x puissance n 19-04-08 à 17:51



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