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Démontre que la fonction est positive

Posté par
mathstud
20-10-22 à 16:19

Bonjour

Je bloque sur la dernière question de mon DM

Soient A(0,1) et B(-1,3)

On désigne par f une fonction dérivable sur R

On suppose qu'il existe un réel a tel que pour tout réel x,
f(x) = x+1+ax(exp (-)x2)

1. Justifier que la courbe C passe par le point A.

2. Déterminer le coefficient directeur de la droite (AB).

3. Démontrer que pour tout réel x, f'(x) = 1 - a(2x2 - 1) e-x2.

4. On suppose que la droite (AB) est tangente à la courbe C au point A. Déterminer la valeur du réel a.

5. D'après la question précédente, pour tout réel r,
f(x) = x+1-3x(exp(-)x2)
Démontrer que pour tout réel x de l'intervalle [-1,0] on a f(x) strictement supérieur à 0

Les questions 1 à 4 ne me posent aucun problème
1) je calcule f(0) et trouve 1
2) m= (Yb-Ya)/(Xb-Xa)= =-2
3)Je dérive et trouve le résultat demandé
4) Je détermine l'équation de la tangente y=f(a)(x-a)+f(a) et trouve la valeur de -3 en utilisant les coordonnées du point B  ( résultat correct car donné dans la question 5
5) je suis bloqué car je ne sais pas résoudre f'(x)=0 et trouver son signe
De plus en tapant sure le calculatrice, je vois que ma courbe est croissante puis décroissante
Comment démontrer sans utiliser le tableau de signes et variation

Un grands merci d'avance

Posté par
hekla
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 17:32

Bonjour

Votre texte est peu clair. D'où vient r ?

Citation :
D'après la question précédente, pour tout réel r,


Qu'avez-vous trouvé pour  f'(x)

Posté par
mathstud
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 19:05

Merci

Oui, pardon , il s'agit "pour tout réel x"

En ce qui concerne la dérivée, j'ai trouvé la même réponse qu'à la consigne de la question 3

f'(x) = 1 - a(2x2 - 1) exp(-x2))

Pour la tangente j'ai trouvé y=-2x+1

Posté par
co11
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 19:37

Bonsoir
D'accord pour 1 et 2 .... si f(x) = x +1 +ax e-x²
avec peut-être un oubli, de parenthèse de ma part, lire e(-x²)

3)  je ne ne trouve pas la même chose mais quelle est la vraie expression de f(x) ?

Posté par
hekla
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 19:45

Coefficient directeur de la droite (AB)  -2

3 f'(x)=1-a(2x^2-1)\text{e}^{-x^2}

4) f'(0)=-2 puisque la tangente en A a pour coefficient directeur -2.

f'(0)=1-a(0-1)\text{e}^0=-2 \iff a=-3

5 f'(x)=1+3(2x^2-1)\text{e}^{-x^2}

Vous n'avez pas d'autres questions ?

Posté par
mathstud
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 20:59

merci bien

oui ....comment puis je prouver que f(x) est positif sur [0;1]

en fait c'est cette question qui me pose problème

Posté par
mathstud
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 21:22

Pardon...comment puis je prouver que f(x) est positif sur [-1;0]

Posté par
hekla
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 21:22

Je demandais s'il n'y avait pas des questions intermédiaires pour déterminer le signe de f(x) .
Une possibilité  
étudier les variations de f'   et utiliser le théorème des valeurs intermédiaires

Posté par
mathstud
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 21:32

Ooops pardon il n'y a pas d'autre questions


Confus: il faudrait que je trouve le signe de f" pour déterminer le sens de f'
Mais en quoi cela va t'il m'aider car il faut que je trouve le sens de variation de f afin de pouvoir appliquer le théorème des VI , non ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 21:33

Bonsoir,
Je me permets d'intervenir pour donner un indice :
La fonction f est la somme de deux fonctions positives ou nulles sur [-1;0].

Posté par
hekla
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 21:48

Bonjour Sylvieg

Ou pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué

-1\leqslant x\leqslant 0

-1+1\leqslant x+1\leqslant 0+1 d'une part

0\leqslant -3x\text{e}^{-x^2}\leqslant 3\text{e}^{-x^2} d'autre part

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 21:56

Oui, c'est piègeux de demander ça en dernier.
Il suffit d'écrire x+1 0 et -3xe-x² 0 pour justifier f(x) 0 sur [-1;0].

Il reste à démontrer f(x) > 0

Posté par
mathstud
re : Démontre que la fonction est positive 20-10-22 à 23:12

Super

Je viens de comprendre
Il suffit donc de faire un encadrement x+1  et de -3x (exp -x2)
Je ne comprenais pas pourquoi il s'agissait de la somme de deux fonctions positives ..... -3x est positif car x est négatif 😍
Je fais la somme des deux encadrements et trouve que f(x) est strictement positif

Merci Merci à tous les deux

Bonne soirée

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Démontre que la fonction est positive 21-10-22 à 07:43

Attention, le strictement n'est pas démontré avec ce que tu as écrit.

Posté par
hekla
re : Démontre que la fonction est positive 21-10-22 à 14:27

La somme de deux réels positifs est nulle si les deux termes sont nuls simultanément.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Démontre que la fonction est positive 21-10-22 à 16:25

Oui, ou traiter ]-1;0[ puis traiter f(-1) et f(0).

Posté par
mathstud
re : Démontre que la fonction est positive 24-10-22 à 00:19

Oui
Merci à tous les deux pour ces explications claires qui m'ont permis de comprendre

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Démontre que la fonction est positive 24-10-22 à 08:18

De rien, et à une autre fois sur l'île \;



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