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équation réduite et tangentes passant par un point

Posté par
matIs
27-12-15 à 22:50

Bonsoir,
J'ai le DM suivant à faire ; j'ai réussi à progresser mais j'aimerais bien une vérification surtout au niveau de mes équations de tangentes !

Soit f la fonction définie sur IR  par f(x)=x²-3x+4 et Cf sa courbe représentative.
1. Soit a E IR. Déterminer l'équation réduite de la tangente Ta à Cf au point d'abscisse a.
2. Déterminer s'il existe des tangentes à Cf passant par le point E(2;-2).


Voici ce que je propose :

1. Tangente Ta à la courbe Cf au point d'abscisse a :
    Ta : y=f'(a)(x-a)+f(a)

2. La fonction f est dérivable sur IR et pour tout x E IR,
f'(x)=2x-3

On connait la relation : y=f'(a)(x-a)+f(a)
Donc : y-f(a)=f'(a)(x-a)
y-(a²-3a+4)=(2a-3)(x-a)
-a²+3a-4=-2a²+7a-6
a²-4a+2=-2
a²-4a=0
a(a-4)=0

Pour a=0 nous avons le point (0;4) et la tangente d'équation y=-3x+4
Pour a=4 nous avons le point (4;8) et la tangente d'équation y=5x-12

Il existe donc 2 tangentes à Cf passant par le point E(2;-2)

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation réduite et tangentes passant par un point 27-12-15 à 22:59

c'est juste mais je ne comprends pas bien tes calculs.
(surtout a²-4a+2=-2 de quel droit simplifies-tu les 2 ?)

quand tu as l'équation de la tangente y-(a²-3a+4)=(2a-3)(x-a)
et que tu veux qu'elle passe par E(2;-2) tu aurais dû remplacer x par 2 et y par -2 et écrire
-2-(a²-3a+4) = (2a-3)(2-a) développer, simplifier, etc ...
mais je ne retrouve pas ça dans ta ligne d'après -a²+3a-4=-2a²+7a-6 que je ne comprends pas bien. on dirait que tu as fait y=0 et x je ne sais pas trop quoi ?

Posté par
Iderden
re : équation réduite et tangentes passant par un point 27-12-15 à 23:05

Salut,

Pour la question 1, ta formule est bonne, mais puisque tu connais f(x), il faut s'en servir pour calculer f(a) et f'(a), puis écrire l'équation de la tangente sous la forme y=Ax+B (équation réduite), avec A et B à déterminer.

Posté par
Jedoniezh
re : équation réduite et tangentes passant par un point 27-12-15 à 23:05

Bonsoir,

Citation :

1. Tangente Ta à la courbe Cf au point d'abscisse a :
    Ta : y=f'(a)(x-a)+f(a)

Va au bout de ta démarche, développe.

Posté par
Iderden
re : équation réduite et tangentes passant par un point 27-12-15 à 23:06

[Bonsoir tout le monde]

Posté par
matIs
re : équation réduite et tangentes passant par un point 27-12-15 à 23:10

Je reconnais que ma présentation n'est pas très mathématique. Mais sur mon travail au brouillon j'ai mis que le tout était égal à -2 (valeur du y).
Je vais reprendre mes calculs avec une bonne présentation et je vais voir si au final je retrouve les mêmes équations.
En si peu de temps vous avez trouvez les solutions de cet exercice ?

Posté par
matIs
re : équation réduite et tangentes passant par un point 27-12-15 à 23:25

Bonsoir Iderden,
je complète ma réponse 1 :

f(a) = a²-3a+4
f'(a) = 2a-3

y=(2a-3)(x-a)+a²-3a+4
y=2ax-a²-3x+4

et là je dois encore réduire la forme ?

Posté par
Iderden
re : équation réduite et tangentes passant par un point 27-12-15 à 23:31

Oui, tu écris y=(2a-3)x+4-a^2

--> tu retrouves la forme y=mx+p (y=ax+b, comme tu veux), de l'équation réduite d'une droite dans un plan

Posté par
Iderden
re : équation réduite et tangentes passant par un point 27-12-15 à 23:32

Ensuite tu reprends le raisonnement de Glapion.

Posté par
matIs
re : équation réduite et tangentes passant par un point 27-12-15 à 23:36

Merci beaucoup à tous !

Je termine demain !

Posté par
Jedoniezh
re : équation réduite et tangentes passant par un point 28-12-15 à 07:42

Une équation de droite s'écrit sous la forme y=mx+pm représente le coefficient directeur de la droite, c'est à dire sa pente.

Une fonction f est dérivable en x_0   si   \lim_{x\to x_0}\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}   existe et est finie.

Si tel est le cas, alors la fonction  f  est dérivable en x_0  et cette limite s'appelle nombre dérivé de  f   en x_0 et se note f'(x_0).


Il correspond à la pente de la tangente à la courbe de la fonction  f   en x_0

En faisant tendre x vers la valeur x_0, f(x) va aussi se rapprocher de f(x_0), et la droite bleue va "se tangenter" à la courbe.

Ton f'(x_0), c'est en fait ta valeur limite de tan(\alpha) qui dans la première figure sera déterminer par :

tan(\alpha)=\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}

c'est "la pente".

Donc, en un point de tangente, l'équation de la droite  (donc de la droite tangente à la courbe) sera sous cette forme :
y=mx+p\Longleftrightarrow y=f'(x_0)x+p

équation réduite et tangentes passant par un point

équation réduite et tangentes passant par un point

Posté par
Jedoniezh
re : équation réduite et tangentes passant par un point 28-12-15 à 09:06

Un autre approche un peu moins en "mode formule"
 y=f'(a)(x-a)+f(a)
bien que ce soit au bout du compte la même chose, mais peut-être que celle-ci t'apportera une compréhension plus conséquente.

Soit M le (ou les) point(s) de tangente recherché(s) et de coordonnées M:(x_M,y_M).
Soit T la (ou les) tangente(s) à la courbe qui remplit (remplissent) les conditions suivantes : passer par le point (de tangente à la courbe)  M et le point (extérieure à la courbe) E:(2,-2).

T est une tangente à la courbe, donc une droite, son équation s'écrit donc sous la forme :
y=mx+p
m est le coefficient directeur de la droite tangente T.

\underline{\text{. }E\in T}

Les coordonnées de E:(2,-2) vérifient donc l'équation de la droite T, nous avons donc :

y=mx+p\Longleftrightarrow -2=2m+p\\\\ \Longleftrightarrow \boxed{p=-2m-2}


\underline{\text{. }M\in T}

Les coordonnées de M:(x_M,y_M) vérifient donc l'équation de la droite T, nous avons donc :

y=mx+p\Longleftrightarrow y_M=m\times x_M+p\\\\ \Longleftrightarrow \boxed{y_M=mx_M-2-2m}\text{ car }p=-2-2m


Or, m est le coefficient directeur de la droite T, laquelle tangente la courbe de f au point M, donc nous avons :

m=f'(x_M)

et comme

f'(x)=2x-3

nous avons :

\boxed{m=f'(x_M)=2x_M-3}

Ainsi, l'équation ci-dessus devient :

y_M=mx_M-2-2m\\\\\Longleftrightarrow y_M=f'(x_M)\times x_M-2-2\times f'(x_M)\\\\\Longleftrightarrow y_M=(2x_M-3)\times x_M-2-2\times (2x_M-3)\\\\ \Longleftrightarrow \boxed{y_M=2x_M^2-7x_M+4}

M est un point de la courbe représentative de f, ses coordonnées sont donc les suivantes :

M:(x_M,y_M)\Longleftrightarrow M:(x_M,f(x_M))\Longleftrightarrow M:(x_M,x^2_M-3x_M+4)

ou encore dit autrement, nous avons :

y_M=x^2_M-3x_M+4

L'équation devient donc :

y_M=2x_M^2-7x_M+4\\\\\Longleftrightarrow x^2_M-3x_M+4=2x_M^2-7x_M+4\\\\\Longleftrightarrow x^2_M-4x_M=0\\\\\Longleftrightarrow x_M(x_M-4)=0

d'où :

\left\lbrace\begin{array}l x_M=0\Longrightarrow y_M=f(x_M)=f(0)=0^2-3(0)+4=4 \\ x_M=4\Longrightarrow y_M=f(x_M)=f(4)=4^2-3(4)+4=8 \end{array}

Il y a donc 2 points de tangentes vérifiant le fait que les dites tangentes passent aussi par le point E, et leurs coordonnées sont donc :

\boxed{\textcolor{red}{\left\lbrace\begin{array}l M:(0,4)\\\text{ou} \\ M:(4,8) \end{array} }}

équation réduite et tangentes passant par un point

Posté par
matIs
re : équation réduite et tangentes passant par un point 28-12-15 à 10:13

Merci beaucoup Jedoniezh pour cette réponse ultra complète. Je vais bien étudier ces deux variantes afin de bien comprendre mon travail.

Posté par
Jedoniezh
re : équation réduite et tangentes passant par un point 28-12-15 à 10:15

Lis bien mon message de 07:42 pour bien saisir le fond de la notion.

Posté par
matIs
re : équation réduite et tangentes passant par un point 28-12-15 à 11:34

Oui, c'est bien à ce message que je faisais référence !
Merci encore

Posté par
Jedoniezh
re : équation réduite et tangentes passant par un point 28-12-15 à 11:37

De rien.

Et si tu as d'autres questions, n'hésites pas.

Un petit conseil, étudie la dérivabilité de la fonction f(x)=\sqrt{x} au point x_0=0



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