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Niveau terminale
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Dérivée seconde

Posté par
irene13
14-02-24 à 20:27

Bonjour,
On considère la fonction g définie sur l'intervalle [0;+infini] par
g(x) =(-0,15x+2,2)e^0,2x-2,2
Étudier la convexité de la convexité de la fonction g sur [0 ;+infini]

Je dérive g'(x) =(-0,03x+0,29)e^0,2x

g''(x) =2e^2x+(-0,03x+0,29)x2e2x
            =e^2x(2+2(-0,03x+0,29)
             =e^2x(0,06x+1,42)
Est ce que ce calcul est juste svp ?
Je sis que la fonction est convexe si elle croissante mais comment le justifier à partir de ce résultat ?

Merci pour votre aide

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 20:38

bonsoir,

je suis d'accord avec g'(x)  mais je ne vois pas comment tu calcules g''(x)...
*tu peux détailler ?

Posté par
hekla
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 20:40

Bonsoir

g(x)=(-0,15x+2,2)\,\text{e}^{0,2x}-2,2


g'(x)=(-0,03x+0,29)\,\text{e}^{0,2x}

Que vaut la dérivée de g' ?

Posté par
carpediem
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 20:41

salut

c'est du calcul élémentaire à bien mener donc à toi de vérifier

irene13 @ 14-02-2024 à 20:27

Je sais que la fonction est convexe si elle croissante mais comment le justifier à partir de ce résultat ?
qui est "elle" ?

pour qu'une fonction soit croissante il suffit que sa dérivée soit positive ...

Posté par
irene13
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 21:20

Je comprends pas votre question que vaut dérivée de g'?
Pour le calcul de g'' j ai dérivé une seconde fois e^0,2x

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 21:24

pour calculer   g''(x), il faut dériver   g'(x).

montre ton calcul.

Posté par
irene13
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 21:38

C est le calcul que j ai fait plus haut je vois pas ce que je peux détailler de plus

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 21:45

irene13, je t'ai dit que je ne comprenais pas comment tu avais calculé g''(x).  

tu écris :
Je dérive g'(x) =(-0,03x+0,29)e^0,2x

g''(x) =2e^2x+(-0,03x+0,29)x2e2x
            =e^2x(2+2(-0,03x+0,29)
             =e^2x(0,06x+1,42)


en dérivant (-0,03x+0,29)e^0,2x
comment obtiens tu  e^2x ???   par  exemple ?
et  2e^2x+(-0,03x+0,29)x2e2x   est incompréhensible...

je reprends :

g'(x) = (-0,03x+0,29)e^0,2x
g'(x) est sous la forme    u(x)   *   v(x)    avec
u(x)  =   (-0,03x+0,29)     donc   u'(x) =  ?
v(x)  = e^0,2x   donc    v'(x)= ???
d'où    g''(x) =  ??

Posté par
irene13
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 22:30

Ah OK oui pour la forme c est bien ce que je pensais
u'(x) = 0,03 mais pas sûre de ca
v'(x) =2e^o,2x

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 22:39

u'(x)  =   -0,03    (tu as oublié le signe -)   tu n'es pas sûre ?
pourtant   u(x) est sous la forme Ax+B , sa dérivée est égale à  A.

v'(x) =  0,2   e^0,2x   (pourquoi mets tu 2  au lieu de 0,2  ?)

c'est bizarre : tu avais très bien calculé g'(x), et là, alors que c'est la même démarche, tu peines...    

maintenant que tu as  u'   et v',  tu peux calculer   g''(x). Vas y !

Posté par
irene13
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 23:32

u'v+uv'
-0,03( e^0,2x )+(-0,03x+0,29)0,2e^0,2x
e^0,2x (-0,03-0,03x+0,29)0,2

Est ce correct jusque là ? Je sais sûre de moi surtout pour le 0,2

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 14-02-24 à 23:43

mmhh...    tes parenthèses sont mal placées

g''(x)=   -0,03( e^0,2x )    +     (-0,03x+0,29)0,2e^0,2x   oui

je replace et je mets en gras le facteur commun :
= -0,03( e^0,2x )  +  0,2e^0,2x ( -0,03x+0,29)
je factorise
= e^0,2x  (  -0,03    + 0,2  (-0,03x  +  0,29)   )

il te reste à développer la partie en bleu et réduire le contenu des parenthèses.

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 15-02-24 à 00:53

bon, tu ne réponds plus. Je vais dormir.

Posté par
irene13
re : Dérivée seconde 15-02-24 à 13:25

Bonjour oui désolé c était tard du coup je reviens finir

e^0,2x(-0,03+0,006x+0,058)
e^0,2x(0,028+0,006x)

Si j ai juste pour justifier la convexité comment faire ? Dire que g''(x) >0 donc croissante ?

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 15-02-24 à 13:49

Oui, hier soir, il était tard pour moi aussi..
Quand tu décides de ne plus répondre, dis le, ça évite de t'attendre.

tu termines ton calcul, c'est bien, mais tu dois ajouter les égalités, sinon, on ne sait pas de quoi tu parles.

g''(x)= e0,2x (0,028+0,006x)

reprend ton cours :
une fonction est convexe quand sa dérivée seconde est positive.

quand  g''(x) est elle positive ? sur quel intervalle ?

NB :  
tu dis "  g''(x)  positive donc croissante "   ça, c'est faux.
une fonction est croissante quand sa dérivée est positive.
   quand   g'(x)  est positive,     g(x) est croissante.
quand  g''(x)  est positive,  g'(x) est croissante.

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 15-02-24 à 14:09

je quitte, à ce soir.

Posté par
irene13
re : Dérivée seconde 15-02-24 à 20:20

Bonsoir

ex>0 alors g''(x) est du signe de 0,028 +0,006x

0,028+0,006x>0
0,028>0,006x
0,028/0,006>x
4,6>x

Qu en pensez vous ?

Posté par
hekla
re : Dérivée seconde 15-02-24 à 20:54

Bonsoir

erreur de signe

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 15-02-24 à 22:00

bonsoir,

oui, hekla a raison, mais les deux erreurs de signes se compensent.

je rectifie :
g''(x)= e0,2x (0,028  -  0,006x)

0,028 - 0,006x>0
0,028>0,006x
0,028/0,006>x

4,6>x
x  <  4,6

rédige une réponse complète  : sur quel intervalle g(x) est elle convexe, et sur que intervalle est elle concave ?

Posté par
carpediem
re : Dérivée seconde 16-02-24 à 18:53

en terminale on doit être capable de donner une valeur exacte à cette inéquation ...

Posté par
irene13
re : Dérivée seconde 16-02-24 à 23:46

Bonsoir

g''(x) <4,6
La fonction est concave sur [-infini;4,6]
Elle est convexe sur [4,6;+infini]

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 16-02-24 à 23:54

irene13,

En terminale, il faut que tu fasses plus attention à ce que tu écris.

l'énoncé dit : Étudier la convexité de la fonction g sur [0 ;+infini]

ensuite g''(x)   >0   pour   x < 4,67   ou plus exactement   x < 14/3
et  je t'ai rappelé que "une fonction est convexe quand sa dérivée seconde est positive."

Alors, que penses tu de ta réponse ?

Posté par
irene13
re : Dérivée seconde 17-02-24 à 15:20

Bonjour

Je pense que c est faux que fonction est convexe sur intervalle [0;+ infini] car dérivée seconde positive puisque inférieure à 14/3

Posté par
Leile
re : Dérivée seconde 17-02-24 à 15:28

irene13,
franchement, ce que tu écris est incompréhensible. Tu es en terminale, sois plus précise !

Je pense que c est faux (qu'est ce qui est faux ?) , que fonction est convexe sur intervalle [0;+ infini] car dérivée seconde positive puisque inférieure à 14/3  (la dérivée est inférieure à 14/3 ?? )
..
et si la dérivée seconde change de signe sur  l'intervalle, penses tu vraiment que la fonction reste convexe sur tout l'intervalle ??

Mais peut-être n'es tu pas assez concentrée sur ton exercice (3 jours et trop peu d'échanges à la suite) ? Ou bien tu fais autre chose en même temps ?



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