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DM dérivations

Posté par
Comete
22-04-16 à 16:57

Bonjour,
J'ai un dm sur les dérivations et je n'arrive pas à le démarrer, j'aurais besoin de quelques pistes svp:

Sujet:
On veut construire un tremplin sur une aire de jeu de façon à rejoindre deux points M et N. Le point M est situé à 3m de hauteur en haut d'un mur et le point N est situé à 10m du pied du mur.
La fonction f qui modélise la forme du tremplin est définie par : f(x)=ax^3+bx²+cx+d
Calculez les réels a, b, c et d sachant que la tangente à la courbe représentative de f soit horizontale en M et en N.

Je sais déjà que f'(0) et f'(10) = 0 , et qu'on pourrait se placer par rapport au mur dans un repère orthogonal avec M(0;3) et N(10;0). Donc je sais aussi que d=3.

Merci d'avance

Posté par
amadoudjiguiba
re : DM dérivations 22-04-16 à 17:00

tu es bloque ou?

Posté par
Comete
re : DM dérivations 22-04-16 à 18:10

Bah en faite j'ai pas de méthodes en tête qui me permettrait de trouver a, b et c

Posté par
Priam
re : DM dérivations 22-04-16 à 18:55

Explicite les équations  f '(0) = 0 et f '(0) = 10  avec l'expression de f(x), puis écris que la courbe passe par les points M(0; 3) et N(10; 0).

Posté par
Comete
re : DM dérivations 22-04-16 à 19:09

Désolé je n'ai pas compris
Je suis censé obtenir 3ax²+2bx+c=0 ?
merci d'avance

Posté par
Priam
re : DM dérivations 22-04-16 à 19:42

Tu as écrit là f '(x) = 0. C'est f '(0) et f '(10) qui doivent être nulles..

Posté par
Comete
re : DM dérivations 22-04-16 à 19:48

Ah d'accord, donc f'(0): c=0        et          f'(10) : 3a*10+2b*10=0  ?
Et ensuite j'en conclu que je doit résoudre par un système cette équation pour trouver a et b , c'est bien ça ?

Posté par
Priam
re : DM dérivations 22-04-16 à 20:42

f '(10) à rectifier : x²  ---> 10² = 100 .    
Voilà les deux premières équations; l'une donne directement la valeur de  c , tandis que l'autre est une relation entre  a  et  b .
Il reste à écrire deux autres équations qui, jointes à cette dernière, formeront un système de trois équations à trois inconnues (a, b et d). Ce sont les points M et N qui fourniront ces deux autres équations.                                                

Posté par
Comete
re : DM dérivations 22-04-16 à 21:22

Oui petite erreur merci de la rectification,
mais pourquoi trois équations ? Je pensais avoir mon système mais je me suis trompé, d n'est pas dérivable non ? pourquoi l'instaurer dans mon système ?

Posté par
Priam
re : DM dérivations 22-04-16 à 21:27

Il y a bien quatre inconnues à calculer : a, b, c et d . Il faut pour cela quatre équations, dont deux sont déjà écrites et deux restent à écrire.

Posté par
Comete
re : DM dérivations 22-04-16 à 21:46

Donc pour d: f(0)=3
             pour c: c=0
             pour a et b: 3a^100+2b*10=0   et   3a+2b=0 ?
Franchement je suis perdu, merci d'avance

Posté par
Priam
re : DM dérivations 22-04-16 à 22:02

La courbe passe par le point M(0; 3). Equation correspondante :
3 = a*0³ + b*0² + c*0 + d , soit  d = 3 .
C'est la troisième équation.
Fais de même avec le point N pour obtenir la quatrième équation.

Posté par
Comete
re : DM dérivations 22-04-16 à 22:17

D'accord, et pour N(10;0):
a*10^3+b*10²+10c+d=0   soit 1000a+100b+3=0  c'est bien ça ?
Et au final mn système ressemblera à quoi ? Parce que du coup j'ai 1 équation de dérivé f'(x) et 3 équations de la fonction f(x).  Devrais-je résoudre le système :  1000a+100b=-3
                                                                                                                                                          3a^100+2b^10=0 ?

Posté par
Priam
re : DM dérivations 22-04-16 à 22:30

Les quatre équations sont donc

c = 0
30a + 2b = 0 (et non 3a + 2b = 0)
d = 3
1000a + 100b + 3 = 0 .

c  et  d  sont ainsi déjà calculés. Reste  a  et  b .

Posté par
Comete
re : DM dérivations 22-04-16 à 22:47

Je ne comprends le 30a+2b=0, si vous pouviez me l'expliquer brièvement ça serait super.
En tout cas merci beaucoup de m'avoir accorder votre temps !
Bonne soirée à vous

Posté par
Jedoniezh
re : DM dérivations 23-04-16 à 07:27

Bonjour,

Comete @ 22-04-2016 à 18:10

Bah en faite j'ai pas de méthodes en tête qui me permettrait de trouver a, b et c

Question méthode, la première chose à faire est de faire une figure, de "modéliser" le problème.
On veut construire un tremplin sur une aire de jeu de façon à rejoindre deux points M et N.
On nous parle donc déjà de 2 points M et N, lesquels seront rejoints : il y a donc une continuité.
Le point M est situé à 3m de hauteur en haut d'un mur et le point N est situé à 10m du pied du mur.
En modélisant à l'aide d'un repère, on en tire donc les coordonnées des points : M(0,3) et N(10,0).
La fonction f qui modélise la forme du tremplin est définie par : f(x)=ax^3+bx²+cx+d
Là, il suffit juste de lire ce que l'on nous donne, et comprendre par la même que cette fonction est celle qui modélise la piste du tremplin, donc entre les points M et N, donc f est une focntion continue (on en parlait plus haut) sur l'intervalle  [0,10].
Calculez les réels a, b, c et d sachant que la tangente à la courbe représentative de f soit horizontale en M et en N.
L'important ici est la remarque sur l'horizontalité des tangente à la courbe (de f donc) aux points M et N.
Tangente horizontale = coefficient directeur de la droite tangente nul = dérivée de la fonction f qui s'annule au(x) point(s) considéré(s) (en l'occurrence ici M et N).

En posant cela, tu as ensuite tout pour défiler ton problème.

DM dérivations

Posté par
Jedoniezh
re : DM dérivations 23-04-16 à 08:00

Donc :

La courbe passe par les point M et N, leurs coordonnées vérifient donc l'équation donnée par l'expression de  f(x), à savoir y=f(x).


M(0,3)\text{ : }f(x)=ax^3+bx²+cx+d\Leftrightarrow f(0)=3\Leftrightarrow \textcolor{blue}{d=3}
 \\ \\N(10,0)\text{ : }f(x)=ax^3+bx²+cx+d\Leftrightarrow f(10)=0\Leftrightarrow 10^3a+10^2b-3=0\Leftrightarrow 1000a+100b=-3


Horizontalité des tangentes à la courbe de f donc aux points M et N, donc dérivée de la fonction f qui s'annule en M et N.

\text{Dérivée de f : }f'(x)=3ax^2+2bx+c=0
 \\ \\
 \\ M(0,3)\text{ : }f'(0)=0\Leftrightarrow 3a\times 0^2+2b\times 0 +c=0\Leftrightarrow \textcolor{blue}{c=0}
 \\ \\
 \\ N(10,0)\text{ : }f'(10)=0\Leftrightarrow 3a\times 10^2+2b\times 10 +\underbrace{c}_{=0}=0\Leftrightarrow 300a+20b=0\Leftrightarrow 30a+2b=0

Système d'équations :

\left\lbrace\begin{array}l d=3 \\ c=0 \\ 1000a+100b=-3\text{ }\textcolor{red}{(3)} \\ 30a+2b=0\text{ }\textcolor{red}{(4)}  \end{array}\Leftrightarrow \left\lbrace\begin{array}l d=3 \\ c=0 \\ 1000a+100b=-3\text{ }\textcolor{red}{(3)} \\ 1500a+100b=0\text{ }\textcolor{red}{(4)\times 5} \end{array}\Leftrightarrow \left\lbrace\begin{array}l d=3 \\ c=0 \\ 1000a+100b=-3\text{ }\textcolor{red}{(3)} \\ 500a=3\text{ }\textcolor{red}{(4)-(3)} \end{array}

Donc :
 \left\lbrace\begin{array}l d=3 \\ c=0 \\ \textcolor{blue}{b=-\frac{9}{100}} \\ \textcolor{blue}{a=\frac{3}{500}} \end{array}\Rightarrow f(x)=\dfrac{3}{500}x^3-\dfrac{9}{100}x^2+3

DM dérivations

Posté par
Comete
re : DM dérivations 24-04-16 à 18:28

Oui en effet c'est beaucoup plus simple que je le pensais avant hier
Merci beaucoup de ta réponse très détaillé, à moi de réfléchir plus et de modéliser le problème avant de m'y lancer la prochaine fois
Bonne soirée !

Posté par
Jedoniezh
re : DM dérivations 21-05-16 à 12:39

Au plaisir.

Posté par
pitacortie
re : DM dérivations 24-03-21 à 12:05

Je ne comprend pas pourquoi on passe de 1500a+100b=0 a 500a=3

Posté par
Jedoniezh
re : DM dérivations 10-05-21 à 12:57

On ne passe pas de
1500a+100b=0 a 500a=3
mais de
1500a+100b=-3 a 500a=3



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