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dérivée et optimisation du périmètre

Posté par
Frexs
15-04-25 à 17:15

Bonjour voici l'énoncé :
Soif f la fonction définie sur l'intervalle ]0, +∞[ par f(x) = x +\frac{2}{x} .
1) Calculer la dérivée de f et déterminer son signe.
2) Dresser le tableau de variation de f
3) Le graphique ci-joint représente la courbe de la
fonction u -> : x \frac{2}{x} .
Pour tout point A de l'axe des abscisses
d'abscisse a > 0 on construit le rectangle OABC.
           a)  Calculer le périmètre p(a) du rectangle OABC
                en fonction de a.
           b)  Existe-t-il un rectangle de périmètre
                 minimal ?   (*)
4) Que peut-on dire de l'aire du rectangle OABC ?

dérivée et optimisation du périmètre

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 17:16

Voici ce que j'ai fait pour la question 1 :
f(x) = x +\frac{2}{x}
f'(x) = 1 - \frac{2}{x^2}  
f'(x) = 0 si et seulement x² = 2
Donc f(x)  est strictement positif sur l'intervalle ]-∞ ; 2[
Et f(x)  est strictement négatif sur l'intervalle ]2 ; +∞[

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 17:25

Bonjour,
Pour justifier le signe de f'(x), résoudre f'(x) = 0 ne suffit pas.
De plus f'(2) n'est pas nul.
Réduis l'expression de f'(x) au même dénominateur puis factorise le numérateur.
N'oublie pas que tu travailles sur l'intervalle ]0, +∞[.

Je n'ai pas compris ce qu'est la fonction u du 3).

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 18:07

pour la question 3 je l'avais mal écrite
Le graphique ci-joint représente la courbe de la
fonction u  : x -> \frac{2}{x} .

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 18:31

f'(x) = 1 - \frac{2}{x^2} = \frac{x^2  - 2 }{x^2}  =  \frac{(x - \sqrt2) (x + \sqrt2) }{x^2}

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 18:46

Donc f(x)  est strictement positif sur l'intervalle ]0 ; \sqrt{2}[
Et f(x)  est strictement négatif sur l'intervalle ]\sqrt{2} ; +∞[

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 18:52

Heu...
On parle de la dérivée f'(x) et pas de f(x).
On a l'impression que tu joues à pile ou face.
f'(x) est du signe de x-2.
Tu as vu en seconde le signe d'expressions de la forme ax+b.

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 20:13

quand x < racine de 2 c'est négatif
quand x > racine de 2 c'est positif
f'(x)  est strictement négatif sur l'intervalle ]0 ; \sqrt{2} [

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 20:14

f'(x)  est strictement positif sur l'intervalle ] \sqrt{2} ; +∞[

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 20:51

D'accord.
Tu peux passer aux autres questions.

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 15-04-25 à 21:23

Je finirai les question demain merci

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 16-04-25 à 18:06

question 2:
f(\sqrt{2})=  \sqrt{2} + \frac{2}{\sqrt{2}} =  \frac{2+2}{\sqrt{2}} =   \frac{\sqrt{2}* \sqrt{2} +2}{\sqrt{2}} = 2 \sqrt{2}

dérivée et optimisation du périmètre

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 16-04-25 à 19:00

Question n°3 :
a )
Le rectangle OABC a pour longueur a et pour largeur  \frac{2}{a}.
p(a) = 2*( a + \frac{2}{a})

b)
p(a) = 2f(a) =  2*( a + \frac{2}{a})
Comme f admet un minimum pour a  = \sqrt{2} alors p  admet un minimum aussi pour a = \sqrt{2}.
Donc oui, il existe un périmètre minimal, atteint pour a = \sqrt{2}.
P_min  = 2 ( 2  \sqrt{2}  )  = 4\sqrt{2}

Posté par
Frexs
re : dérivée et optimisation du périmètre 16-04-25 à 19:02

Question 4 :
Aire  a(a)= a * \frac{2}{a} = 2
Donc l'aire est constante, quel que soit la valeur de a

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : dérivée et optimisation du périmètre 16-04-25 à 22:22

C'est tout bon



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