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DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion

Posté par
AlleyX
30-12-20 à 10:21

Bonjour, j'ai un DM à faire mais je me voilà bloqué, pouvez-vous m'aider s'il vous plait ?
L'énoncé est le suivant:

PARTIE A:
Dans le plan muni d'un repère, on note Cf, la courbe représentative d'une fonction f définie et deux fois dérivable sur R.
O note f' sa fonction dérivée et f" sa fonction dérivée seconde.
On a placé les points A(0;2), B(-2;0) et C(2;0)
(Ci-joint le graphique, excusez moi de son imprécision je ne suis pas très bon avec Geogebra)

On dispose des renseignement suivants:
-Les points A et B appartiennent à Cf  
-La droite (AC) est tangente en A à Cf
-La tangente à Cf au point d'abscisse -1 est horizontale.

1) Donner les valeurs de f(0), f(-2), f'(-1) et f'(0)
J'ai trouvé ici: f(0)= 2   f(-2)=0  f'(-1)=0  f'(0)=-1

2) Déterminer l'intervalle sur lequel la fonction f semble convexe et l'intervalle sur lequel elle semble concave.
Ici je bloque, il faut le tracé de la fonction dérivée seconde pour faire cela non?


PARTIE B
On admet que la fonction f est définie sur R par g(x)=(x+2)e-x

1) Calculer les valeurs de f(0), f(-2), f'(-1) et f'(0)

2) Déterminer une équation de la tangente Cf au point A d'abscisse 0

3) Déterminer les limites de f aux bornes de son ensemble de définition

4) Démontrer que, pouur tout réel x, f"(x)=xe-x

5) Etudier la convexité de f sur R

6) Préciser si la courbe Cf admet un point d'inflexion. Si oui, préciser ses coordonnées et que peut-on dire de la tangente à Cf en ce point ?

Merci à vous.

DM fonction dérivée seconde / point d\'inflexion
**image redimensionnée**

Posté par
carita
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 10:38

bonjour

partie A
1) oui
2) on te demande une conjecture ("...semble...")
en gros :
convexe : en forme de U
concave : en forme de

partie B
qu'as-tu essayé ?

Posté par
hekla
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 10:42

Bonjour

Partie A  question 1 pas de problème correct

question 2 Il est dit qu'au point d'inflexion la courbe traverse sa tangente   donc en regardant le graphique  vous voyez bien un point où avant la courbe en vert est au-dessous de celle en noir et après ce point elle est au-dessus de celle en noir


Partie B

Posté par
hekla
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 10:43

Bonjour carita

Je vous laisse continuer

Posté par
carita
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 10:48

bonjour hekla,
vous pouvez rester, je dois vaquer à mes occupations ménagères,
et ne resterai pas longtemps connectée.

Posté par
AlleyX
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 10:57

Ah oui d'accord, donc pour la 2), ca serai: La fonction f semble concave sur ]-;2,5] et convexe sur [1,5;+] (mais je ne suis vraiment pas sur pour l'intervalle où elle semble convexe, puisque je pense qu'elle n'est pas du tout convexe, elle semble plus tendre vers 0 en + je suppose)

Et pour la partie B, j'ai fais ça:

1/ f(0)=(0+2)e-0 =2
f(-2)=(-2+2)e² =0
(dérivée de la forme f'(uv)=u'v+v'u)
f'(x)=1e-x+(-e-x)(x+2)
f'(x)=e-x-exx-2e-x
f'(x)=-e-x-e-xx

f'(-1)=-e1-e1*1 =0

f'(0)=-e0-e0*0 =-1


2/ y=f'(a)(x-a)+f(a)
Equation de la tangente au point d'abscisse 0
y=f'(0)(x-0)+f(0)
y=-1(x)+2
y=-x+2

3/ Je suis arrivé ici, il faut calculer les limites au bornes de la fonction, donc les limites en - et + je pense.

Posté par
hekla
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 11:12

Pour courage alors pour le ménage.

La tangente qui est dessinée est celle en 0 donc s'il y a un point d'inflexion  c'est en 0

Partie B  1

dérivée  f'(x)=-(x+1)\text{e}^{-1} oui

les valeurs sont correctes ce sont les mêmes qu'à la partie A

2 oui y=-x+2

3 définie sur \R  les bornes sont bien -\infty et +\infty

Posté par
AlleyX
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 11:20

Mais pour la 3) j'ai un problème, la limite en - est -, mais par contre pour la limite en +, je me retrouve avec une forme indéterminée (x+2 qui tend vers + * e-x qui lui tend vers 0) j'ai donc essayer en développant mon expression mais je rencontre le même problème (e-xx + 2e-x) Comment est ce que je pourrai lever l'indétermination ?

Posté par
hekla
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 11:23

Croissance comparée

\displaystyle \lim_{x\to +\infty} x\text{e}^{-x}=0

Posté par
AlleyX
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 11:35

Ah oui j'avais oublié les croissances comparé ^^".
Et bien après pour la 4) j'ai trouver: f"(x)=e-x+e-xx-e-x =-e-x

5) Ici par contre, je ne sais pas comment "étudier la convexité"..

Posté par
hekla
re : DM fonction dérivée seconde / point d'inflexion 30-12-20 à 12:08

4 vous n'obtenez pas le résultat donné  f'(x)= -(x+1)\text{e}^{-x} à corriger sur le message de 11 : 12

f''(x)=-\text{e}^{-x}+(-(x+1))(-\text{e}^{-x})=\text{e}^{-x}(-1+x+1)=x\text{e}^{-x}


 f est convexe si pour tout x \in I\  f''(x)>0
 f est concave si pour tout x \in I\  f''(x)<0

point d'inflexion  f''(x)=0 en changeant de signe



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