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Niveau première
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dérivation

Posté par
AsmoiPap
05-01-24 à 15:58

Bonsoir j'ai un devoir maison à rendre pour lundi mais le problème c'est que je suis complètement perdue et bloqué à l'exercice 3 et j'aurais besoin que vous vérifiez les 2 premiers exercices

Devoir maison.
Exercice 1:
Démontrer que la fonction inverse définie sur R' par f (x) = 1/x a pour fonction dérivée la fonction f' définie sur R' par f'(x) =-1/x2

Exercice 2:
Préliminaire: Établir le tableau de signes du trinôme du second degré -X2 + X - 0,25

Énoncé:
(O; A, C) est un repère orthonormé, OABC est un carré de côté 1, C est le quart de cercle de centre O et de rayon 1 contenu dans ce carré.
M est un point mobile de C, P est le point du segment (OB] ayant la même ordonnée que M, Q et R appartenant respectivement aux segments [OA] et [AB) sont tels que PQAR soit un rectangle.
On note a l'angle (OA; OM)

1) Démontrer que l'on a : aire(PQAR) = -sin2(a) + sin(a)

2) Déduire du préliminaire et de la question précédente que, quelle que soit la position du point M, l'aire du rectangle PQAR est inférieure ou égale à 0,25.

3) Pour quelle valeur de a, a-t-on l'aire du rectangle PQAR qui est égale à 0,25 ?


Ce que j'ai fait :

exercice 1:
1/x (-1/x2) = -1/x2

exercice 2 :

x2 -4*(-x2) * (-0,25) = x2 -1

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 16:04

Bonjour,
Pour la 1) "1/x (-1/x2) = -1/x2" est faux et incompréhensible.

Repars de la définition du nombre dérivé.


La 2) aussi est incompréhensible ! on te demande un tableau de signe. Comment trouve t-on le signe d'un trinôme du second degré ?
tu devrais réviser la fiche : 4-Résumé sur les polynômes du second degré

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:09

Pour l'exercice 1 ça me paraît logique

1/x (-1/x2)
-1/x2
je ne comprends pas ce qui ne va pas

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:12

on trouve le signe en cherchant delta et c'est  ce que j'ai fait

b2 - 4ac
• x2 - 4 * (-x2) * (- 0,25)
• x2 - 4 * 0,25x2
• x2 - 1

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 16:13

Mais c'est quoi 1/x (-1/x2) ? Quel rapport avec la dérivée ?
et puis ça ne fait pas -1/x²

Quelle est la définition du nombre dérivé en un point a ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 16:13

Quand on fait b²-4ac, il n'y a plus de x

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:16

Glapion

Glapion @ 05-01-2024 à 16:13

Mais c'est quoi 1/x (-1/x2) ? Quel rapport avec la  dérivée ?
et puis ça ne fait pas -1/x²

Quelle est la définition du nombre dérivé  en un point a ?


C'est la dérivée de la fonction inverse, j'ai appris en cours que si par exemple on a :
1/x
on fait multiplié par (-1/x2)

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:17

Glapion @ 05-01-2024 à 16:13

Quand on fait b²-4ac, il n'y a plus de x


rectification je trouve que Delta est égale à O

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 16:19

Non on ne fait pas multiplié par -1/x²

C'est vrai que la dérivée de la fonction 1/x est -1/x²
Mais c'est ce que l'on te demande de démontrer.

révise la définition de la dérivée : Cours sur les dérivées et la dérivation

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:19

AsmoiPap @ 05-01-2024 à 16:17

Glapion @ 05-01-2024 à 16:13

Quand on fait b²-4ac, il n'y a plus de x


rectification je trouve que Delta est égale à O


et donc après avoir trouvé ça il faut bien que je fasse -b/2a

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 16:20

oui le discriminant est bien nul. OK
Et donc ? Qu'en déduis tu pour le signe du trinôme ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 16:21

regarde la fiche que je t'ai mise dans mon premier post.
Quel est le signe d'un trinôme quand le discriminant est nul ?

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:25

Glapion @ 05-01-2024 à 16:19

Non on ne fait pas multiplié par -1/x²

C'est vrai que la dérivée de la fonction 1/x est -1/x²
Mais c'est ce que l'on te demande de démontrer.

révise la définition de la dérivée : Cours sur les dérivées et la dérivation


je ne comprends pas ou vous vous voulez en venir parce que j'ai démontré comme ça :

1*x (-1/x2)
1x/1 * (-1/x2)
—> -1/x2

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:27

Glapion @ 05-01-2024 à 16:20

oui le discriminant est bien nul. OK
Et donc ? Qu'en déduis tu pour le signe du trinôme ?
Glapion @ 05-01-2024 à 16:21

regarde la fiche que je t'ai mise dans mon premier post.
Quel est le signe d'un trinôme quand le discriminant est nul ?


qu'il est toujours du même signe que a

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:28

donc ici negatif

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 16:35

Mais puisque je te dis que pour dériver 1/x on ne multiplie pas par -1/x² !! où as-tu pu bien pêcher ça ?

et puis même (1/x)(-1/x²) = -1/x3
et ce que tu as écris 1*x(-1/x²) = -1/x donc rien à voir non plus.

il faut revenir à la définition de la dérivée. Ton cours te dit que l'on doit regarder la limite quand h tend vers 0 de ce quotient ( f(x+h)-f(x))/h
S'il y a une limite alors f'(x) = \lim_{h->0}\dfrac{f(x+h)-f(x)}{h}
Donc forme ce quotient avec la fonction 1/x et regarde s'il y a une limite.

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 16:37

Citation :
donc ici negatif

oui.
négatif ou nul plus exactement. nul pour quelle valeur ?

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:50

lim = f(1/x + h) - f (1/x)
• (1/x + h)2 - (1/x)2      /h
• 1/x2 + 2h/x + h2    -1/x2
• 2h/x + h2        /h
• h (2/x + h)      /h
lim = f (1/x + h) - f(1/x) = 2/x + h

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 16:53

Glapion @ 05-01-2024 à 16:37

Citation :
donc ici negatif

oui.
négatif ou nul plus exactement. nul pour quelle valeur ?


pour la valeur de -x2 ? je crois ne pas avoir compris la question

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 16:54

non tes calculs sont faux.
(f(x+h)-f(x))/h = ( 1/(x+h)-1/x) ) / h

réduis au même dénominateur (et mets des exposants ² ou utilise le X² de la barre, mets aussi des parenthèses où il faut sinon tu te crées des erreurs)

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 17:08

Glapion @ 05-01-2024 à 16:54

non tes calculs sont faux.
(f(x+h)-f(x))/h = ( 1/(x+h)-1/x) ) / h

réduis au même dénominateur (et mets des exposants ² ou utilise le X² de la barre, mets aussi des parenthèses où il faut sinon tu te crées des erreurs)


J'ai essayé plusieurs fois votre méthode et je n'y arrive pas, je suis complètement perdue

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 17:11

voilà pourquoi j'ai commencé à faire ça au début

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 17:14

Tu sais pourtant réduire deux fractions au même dénominateur ?

Que devient \dfrac{1}{x+h}-\dfrac{1}{x} ?

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 17:14

:

dérivation

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 17:19

C'est le tableau des dérivées. On sait que la dérivée de 1/x c'est -1/x², mais on nous demande de le démontrer.

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 18:20

ça fait 20 minutes que j'y suis et je n'y arrive toujours pas

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 18:34

Alors regarde, c'est tout simple :

f(x+h) - f(x) = \dfrac{1}{x+h}-\dfrac{1}{x} =\dfrac{x}{x(x+h)}-\dfrac{x+h}{x(x+h)} = \dfrac{-h}{x(x+h)}

donc \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} = \dfrac{-1}{x(x+h)}
et quand h tend vers 0, le quotient (qu'on appelle un accroissement) tend bien vers -1/x²

Et donc on a bien démontré que la dérivée de 1/x est -1/x²

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 18:52

j'ai utilisé cette  méthode je ne savais qu'il fallait seulement faire ça depuis le début

dérivation

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 05-01-24 à 19:03

donc puisque l'exercice 1 est terminé je continue le 2

x0 = -b/2a
x0 = -x/2*(-x2)
x0 = -x/ -2x2

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 05-01-24 à 23:22

non, ni a ni b n'a de x
a= -1 et b = 1

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 06-01-24 à 11:06

Après il faut commencer par faire un beau dessin en mettant tous les points de l'énoncé puis trouver les coordonnées de M ; P ; Q ; R et A en fonction de a.

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 13:39

-1/2* (-1)
= 0,5

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 13:46

j'ai ce schéma qui va avec

dérivation

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 13:59

je ne sais pas vraiment comment commencer

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 06-01-24 à 14:08

je t'ai dit : trouver les coordonnées de M ; P ; Q ; R et A en fonction de a.
On sait que l'angle (OA;OM) = a donc les coordonnées de M sont ?

P a la même ordonnée que M et il est sur la droite OB donc son abscisse est égale à son ordonnée donc les coordonnées de P sont ?

etc.... Propose des réponses

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 14:26

Les coordonnées de M sont (cos(a), sin(a)) ?

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 14:26

et pour P (cos(a), cos(a)) j'imagine ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 06-01-24 à 14:29

M Ok
P non, P a la même ordonnée que M donc P( sin a ; sin a)

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 14:43

donc après il faut faire l'aire du rectangle
longueur * largeur

longueur PQ : cos(a) - 0
Largeur QA : sin(a) - 0

donc cos(a) * sin(a)

et après je sais pas trop

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 14:54

QR*

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 06-01-24 à 15:06

non PQ c'est pas bon, l'ordonnée de P c'est sin a
QA non plus. QA = OA - OQ = ... ?

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 15:16

OA = 1
OQ = 0
donc QA est égale à 1

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 06-01-24 à 15:21

non OQ c'est pas nul !! regarde le dessin

OQ c'est l'abscisse de P et P(sin a ; sin a) donc OQ = sin a et donc
QA = 1 - sin a

tu as tout ce qu'il faut maintenant pour calculer l'aire.

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 15:30

donc l'aire d'un rectangle c'est longueur * largeur

PQ*QA = (sin(a)) * (1-sin(a))
                   = -sin2(a)+sin(a)

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 06-01-24 à 15:32

c'est bien l'expression que l'on te demandait de trouver.

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 15:45

donc pour la deuxième question puisque le résultat que j'avais trouvé était 0,5 dans le préliminaire c'est bon ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 06-01-24 à 15:56

heu, je ne comprends pas ce que tu dis

Dans le préliminaire tu as montré que -X2 + X - 0,25 0 pour tout X

tu devrais faire le lien avec l'aire du rectangle ?

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 16:05

aaah mince donc comme sin2(a) est toujours positif ou nul et que sin(a) varie entre -1 et 1 l'aire en tout sera toujours inférieur ou égal à 0

Posté par
Glapion Moderateur
re : dérivation 06-01-24 à 16:13

Citation :
l'aire en tout sera toujours inférieur ou égal à 0

une aire négative n'importe quoi.

non on sait que -X2 + X - 0,25 0 donc que -X2 + X 0,25 pour tout X

et donc en particulier pour X = sin a ça donne
- sin2 a + sin a 0,25
donc que l'aire du rectangle est bien toujours inférieure ou égale à 0.25

Je te laisse trouver pour quelle valeur elle est égale à 0.25.

Posté par
AsmoiPap
re : dérivation 06-01-24 à 17:33

il faut résoudre l'équation -sin2(a) + sin(a) - 0,25 = 0 ?
je suis plus sure de rien

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