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Dérivation problème

Posté par
Fraise42
06-11-20 à 11:27

Bonjour je suis bloquer à la deuxième question de la 2ème partie de mon DM et j'aurai besoin d'aide svp.
Alors voilà l'énoncé on introduit la fonction f définie sur [1;10] par f = 40x+1000/x
1. Calculer f'(x) et vérifier que pour tout x de [1;10], f'(x) = (40(x-5)(x+5))/[/sup]

Ici j'y arrive et je trouve donc que f'(x) = 40-1000/[sup]


2. Étudier le signe de f'(x) et en déduire les variations de f sur [1;10]

Là je pense que comme [sup][/sup] est strictement positive et que -1000 est strictement négative alors leur rapport sera négative et f'(x) sera donc décroissante sur [1;10]. Mais je ne suis pas sûr d'avoir bien justifié et du coup le tableau de variation serait seulement décroissant ? En plus la question suivante me fait encore plus penser que ce n est pas ça car on me demande le coût minimal : 3. Pour combien d'ordinateur le coût est il minimal ?

(Sachant que f(x) est le coût totale d'ordinateurs)

Je ne vois pas du tout comment je suis censer trouver le coût minimal.

Merci d'avance de vos réponses

Posté par
ciocciu
re : Dérivation problème 06-11-20 à 11:36

salut
illisible  fait aperçu avant de poster
f(x)= 40x+\frac{1000}{x} ?

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 06-11-20 à 12:40

Oui c'est bien ça et du coup f'(x) = 40-1000/x^2

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 06-11-20 à 13:03

Bonjour,

(en passant)

Ta dérivée est exacte.

L'expression de f'(x) que tu as  recopiée dans la question 1) de l'énoncé est.... incomplète !! Vérifie (manque le dénominateur) et corrige.

Il te restera à écrire  f'(x) = 40-1000/x² sous la forme demandée.

Puis question 2) à étudier le signe de f'(x).

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 06-11-20 à 13:15

Bonjour ah oui je n'i pas corrigé celle là du coup c'est f'(x) = (40(x-5)(x+5))/x^2 et j'arrive bien à trouver que 40-1000/x^2= (40(x-5)(x+5))/x^2  mais pour les variations je suis bloquée comme j'ai dit...
Je ne suis pas sûr de mon résultat et je ne vois pas comment je peux trouver le minimum avec la variation de f'(x) qui me semble décroissante comme je l'ai dit plus haut.
Quelqu'un saurai comment faire svp?

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 06-11-20 à 14:14

Citation :
Je ne suis pas sûr de mon résultat et je ne vois pas comment je peux trouver le minimum avec la variation de f'(x) qui me semble décroissante comme je l'ai dit plus haut.
Quelqu'un saurai comment faire svp?


Il serait bien que tu mettes un peu au clair tes idées (ou tes connaissances ).

A la question 2) on te demande d'étudier le SIGNE de f'(x). L'as tu fait ?

Après seulement tu pourras en DEDUIRE le SENS DE VARIATION de la fonction f et voir s'il y a un minimum ... de f et non pas de f' !!

Quant à savoir si "quelqu'un sauraiT comment faire" alors là, tu nous... sous estimes

Posté par
Tilk_11 Moderateur
re : Dérivation problème 06-11-20 à 14:34

Bonjour Fraise42,
pourrais-tu, s'il te plait, modifier ton, niveau dans ton profil, tu n'es plus en 2nde, merci.

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q12 - Dois-je forcément indiquer mon niveau lorsque je poste un nouveau sujet ?

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 06-11-20 à 15:01

Maintenant que te voilà promue en Terminale !!

f'(x)  se présente sous forme d'un QUOTIENT (N(x) / D(x))
Pour étudier le SIGNE d'un QUOTIENT, on étudie les signes du Numérateur et du Dénominateur suivant les valeurs de x puis dans un tableau de signes, on en déduit (règle des signes) le signe du quotient.


Pour le Dénominateur, cela ne devrait pas être difficile

Pour le Numérateur (qui est un PRODUIT de facteurs), on étudie le signe de chaque facteur ou plus rapidement, si on a VU que ce numérateur est un polynôme du second degré, alors... on révise son cours de Première (théorème donnant le signe d'un trinôme du second degré).

A toi.

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 06-11-20 à 15:33

Oui je l'avais déjà donner le signe de f'(x) dans ma demande et j'avais donc dit que le dénominateur x^2 est positive et que le numérateur-1000 est négatif donc le rapport -1000/x^2 est négatif et 40-1000/x^2 donc f'(x) est négatif. Comme il est négatif alors f'(x) est décroissante sur [1;10] .

Voilà du coup je trouve ça mais je ne vois pas après comment je peux connaître le minimum et comme ils demandent la variation sur [1;10] j'ai l'impression que c'est plus complexe que ça et qu'elle ne doit pas être décroissante sur tout l'intervalle

Mais je ne vois pas pourquoi vous parlez de polynôme du second degré car là f'(x) = 40-1000/x^2 donc on peut déduire le signe directement comme je l'ai fait non ?

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 06-11-20 à 15:35

Aaaah il fallait peut être que j'étudie le signe de f'(x) factorisé donc  (40(x-5)(x+5))/x^2 c'est bien ça?
Mais alors l'autre réponse devrait être elle aussi juste vu que c'est quand même f'(x) non?

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 06-11-20 à 17:29

Citation :
le dénominateur x^2 est positive et que le numérateur-1000 est négatif donc le rapport -1000/x^2 est négatif et 40-1000/x^2 donc f'(x) est négatif.


FAUX . Où est l'erreur ?

Pour étudier le signe de f'(x), tu as pris l'expression :
f'(x) = 40-1000/x²
1000/x² est effectivement positif (x0)
40 aussi !
MAIS
la différence de 2 nombres positifs est parfois positive, parfois négative !!
(3-5 = -2 mais 7-4 = 3). Il ne faut pas inventer des théorèmes...

D'ailleurs si on te fait mettre f'(x) sous une autre forme (question 1), c'est que le signe de
40-1000/x² (somme algébrique !) est assez difficile sous cette forme

Relis mes explications :
Citation :
f'(x)  se présente sous forme d'un QUOTIENT (N(x) / D(x))
Pour étudier le SIGNE d'un QUOTIENT, on étudie les signes du Numérateur et du Dénominateur suivant les valeurs de x puis dans un tableau de signes, on en déduit (règle des signes) le signe du quotient.


Pour le Dénominateur, cela ne devrait pas être difficile

Pour le Numérateur (qui est un PRODUIT de facteurs), on étudie le signe de chaque facteur ou plus rapidement, si on a VU que ce numérateur est un polynôme du second degré, alors... on révise son cours de Première (théorème donnant le signe d'un trinôme du second degré).

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 06-11-20 à 17:43

Mais oui mais là on a -1000/x^2 donc le rapport est forcément négatif non ?

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 06-11-20 à 18:37

on a -1000/x^2 donc le rapport est forcément négatif non ?
C'est qui ON ?
Si j'écris 40+ (-1000/x²) : une quantité POSITIVE + une quantité NEGATIVE, impossible savoir le SIGNE de la SOMME (tant qu'on ne connait pas les valeurs (absolues) !!!)

3+(-5) = -2 négatif
mais 7+(-4) = 3 positif

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 06-11-20 à 18:43

Ah mais oui autant pour moi désolé et du coup il faut que je cherche le signe de chaque facteur de l'autre forme de f'(x) qui m'est donné parce que je ne trouve pas de polynôme du second degré.

Mais (x-5) peut être négatif et positive tout dépend de x donc comment savoir en revanche pour (x+5) on a forcément un nombre positive.

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 06-11-20 à 19:07

Fraise42 @ 06-11-2020 à 18:43

Ah mais oui autant pour moi désolé et du coup il faut que je cherche le signe de chaque facteur de l'autre forme de f'(x) qui m'est donné parce que je ne trouve pas de polynôme du second degré.

a) Quand tu passes de la forme 40-1000/x à l'autre forme, tu as du voir apparaitre un polynôme du second degré au NUMERATEUR.
b) Si tu développes 40(x-5)(x+5)(cela serait une mauvaise idée ), tu vas voir apparaitre la forme développée d'un polynôme du second degré...


Mais (x-5) peut être négatif et positive tout dépend de x
OUI

donc comment savoir
En étudiant le signe de x-5 (binôme du premier degré) suivant les valeurs de x !!

en revanche pour (x+5) on a forcément un nombre positive.
NON, NON et NON
cela dépend de la valeur de x !! Exemple, si x= -8, alors x+5 = (-8)+5 = -3

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 06-11-20 à 21:09

Étude du signe de x+5 suivant les valeurs de x :
      x+5 est NUL     <=> x+5= 0  <=> x=-5
      x+5 est positif  <=> x+5 > 0 <=> x> -5 et évidemment
      x+5 est négatif <=> x+5 < 0  <=> x< -5

ou autre méthode (revoir le cours de 3ème et de seconde)
x+5 est un binôme du 1er degré (forme ax+b) Ici a = 1 (positif) donc le binôme est négatif d'abord puis nul pour x=-5 puis positif.

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 06-11-20 à 21:21

Ah mais ouii et du coup pour (x-5)

x-5 est nul si x= 5
x-5 est positive si x > 5
x-5 est négatif si x < 5

Et là on je connais le signe des facteurs, en fonction des signes bon je pense qu'il va falloir que je fasse un tableau de signe et en déduire le signe du numérateur complet donc de 40 (x-5)(x+5) j'essaye de faire ça et je reviens vers vous si j'ai un problème.

Merci beaucoup de vos réponses !

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 07-11-20 à 10:15

Citation :
2. Étudier le signe de f'(x) et en déduire les variations de f sur [1;10]

L'étude de la fonction est limitée à l'intervalle [1;10] donc quand tu feras la synthèse de tes tableaux de signes (pour f') et de variation (pour f ), il faudra restreindre les valeurs de x à cet intervalle.

Par ailleurs pour VERIFIER tes réponses, demande à ta super calculatrice (ou à GEOGEBRA si tu connais) de te dessiner la représentation graphique de f ... sur [1;10]

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 07-11-20 à 11:17

Rebonjour alors oui du coup j'ai retiré -5 qui n'était pas dans l'intervalle et voilà mon tableau de signe et de variation (pièce jointe). J'ai vérifié avec ma calculatrice et je trouve bien une fonction décroissante puis croissante mais je n'ai pas les valeurs en abscisse et en ordonné sur ma Casio donc ce n'est pas précis mais je pense que c'est bien ça.

J'avais juste une petite question pour le tableau de signe je n'ai pas indiqué trop de signe ?

Ah oui et du coup pour le coût minimal c'est lorsque j'ai 400 en ordonnés et que la courbe touche le 0 donc lorsque x=5, donc c'est pour 5 ordinateurs que le cout est minimal c'est bien ça ?

Dérivation problème

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 07-11-20 à 12:01

Cela me semble tout a fait correct .

Quelques remarques :

1) "je n'ai pas les valeurs en abscisse et en ordonnéE sur ma Casio donc ce n'est pas précis "
Sur ta Casio, tu as une fonction Trace (en F1 en principe) qui te permet d'aficher les coordonnées d'un point que tu peux déplacer. Essaye.
Tu peux aussi passer en mode TABLE pour préciser des coordonnées.

2) "la courbe touche le 0 donc lorsque x=5" un peu difficile à comprendre !!

3) "pour le tableau de signe je n'ai pas indiqué trop de signe ?"
Mieux vaut trop que pas assez, l'essentiel étant que la démarche soit claire dans ta tête.
Certes trop détailler fait perdre un peu de temps et quand on peut on simplifie la procédure...
Tu as vu je pense (je te l'avais indiqué) que le numérateur de la dérivée est un polynôme du second degré 40x²-1000 ou 40(x²-25) dont les racines -5 et +5 sont "évidentes" dans sa forme factorisée. Ce polynôme est du signe du coef de x² (positif) pour toutes les valeurs de x sauf celles comprises entre les racines (théorème de 1ère).
Est-ce vraiment plus rapide si on rédige bien ?

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 07-11-20 à 12:49

Ah oui je ne savais pas que j'avais cette fonction et effectivement j'ai essayé et c'est bien ça merci

Ce que je voulais dire quand la courbe touche le 0 c'est que le point d'intersection de la courbe avec l'axe des abscisse est (5;0) et donc que ce point correspond au minimum ici.

Mais par contre je ne comprend pas pourquoi les racines sont évidentes parce que quand je cherche les racines de la forme factorisée : 40(x²-25) je ne trouve pas 5 et -5 parce qu'il y a aussi le 40 je ne comprend pas ou il est passé

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 07-11-20 à 15:16

Citation :
je ne comprend pas pourquoi les racines sont évidentes parce que quand je cherche les racines de la forme factorisée : 40(x²-25) je ne trouve pas 5 et -5 parce qu'il y a aussi le 40 je ne comprend pas ou il est passé


Et comment tu les cherches ces racines "évidentes" qui crèvent les yeux ,

40(x²-25) = 40 (x+5) (x-5) (cette factorisation- différence de 2 carrés- t'était donnée à la question 1). Ce produit de 3 facteurs est nul si x+5= 0 ou si (x-5) = 0 car bien sûr 40 ne peut pas être  nul (constante ne dépendant pas (!!) de x) !

40 (x+5) (x-5) = 0 équivaut à x=-5 ou x= +5

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 07-11-20 à 16:17

Ah oui mais du coup je me retrouve avec ce que j'avais déjà trouvé.

Et pour le minimum du coup je peux dire que c'est pour 5 ordinateurs mais est ce que pour justifier je peux dire que c'est car on le voit grâce au tableau de variation ou bien est ce que je peux même ne pas justifier car c'est un peu évident.

Posté par
ZEDMAT
re : Dérivation problème 07-11-20 à 18:28

Je crains que tu ne sois en train de te "noyer dans un verre d'eau".

J'ai cru deviner que l'étude de cette fonction f fait partie d'un problème plus vaste (?) : ce que tu ne nous avais pas dit... Tout juste, quand l'énoncé parle d'ordinateurs, as tu cru bon de nous informer que :

Citation :
(Sachant que f(x) est le coût totale d'ordinateurs)


Pour la question :
Citation :
3. Pour combien d'ordinateurS le coût est il minimal ?
, la réponse est comme tu dis "un peu" -et même plus - "évidente".
L'étude de la fonction f a montré que
f(x) prend la valeur minimale 400 quand x = 5 donc "du coup " , le coût total est minimal pour 5 ordinateurs.

Mets tout cela au propre puis tourne la page
Bon dimanche.

Posté par
Fraise42
re : Dérivation problème 07-11-20 à 18:45

Mercii beaucoup grâce à vous j'ai tout compris encore merci!

Bon dimanche  



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