Bonjour, J'ai un DM à faire, et Je rencontre quelques difficultés.
" On définit, pour réel non nul, la fonction f
par :
f(x)=2(1+x2) + x*artan(1/X).
1) Etudier la dérivabilité en O.
2) Calculer f'. La fonction est elle de classe C1 sur R+ ?
3) Montrer que si <0, f' s'annule sur
+* en une seule valeur notée x
. Vous préciserez également le signe de f' sur chacun des intervalles ) 0; x
( et ) x
; +
(
4) Montrer que si >0, f' est strictement positive sur
+*
5) Dresser le tableau de variations de f suivant les valeurs de .
Je n'arrive pas à étudier la dérivabilité en 0, J'ai utilisé le taux d'accroissement en me servant de f(0)=2 (que J'ai calculé auparavant). Mais Je me retrouve avec au numérateur : 2
(
(1+x2) -1) + xarctan(1/x). Donc J'ai essayé de faire un DL de ce numérateur, mais Je ne sais pas à quel ordre m'arrêter, et Je suis bloquée avec le dénominateur car J'ai : x+o(x) -0
J'ai trouvé la dérivée de f' : 2x/(
1+x2) + arctan(1/x) - x/(x2+1)
Pour prouver qu'elle est de classe C1, J'ai dit qu'elle était dérivable sur )0, +(, qu'elle avait 2
comme limite quand x
0 par valeur supérieure, qu'elle était continue (puisque dérivable sur l'intervalle demandé). Donc elle est de classe C1 sur )0; +
(. Mais il me manque la valeur de la dérivée en 0 vu que Je n'ai pas réussi à calculer le taux d'accroissement.
Pour les autres questions Je bloque. Faut-il que Je dérive f' ?
Merci de votre aide
Bonjour,
Pour la question 1, il faut effectivement voir que l'on peut prolonger f par continuité en 0 et f(0)=2.
Pour la limite du taux d'accroissement en 0, je trouve /2 à droite et -
/2 à gauche donc, sauf erreur de ma part, f n'est pas dérivable en 0. Ceci se voit sur l'étude de fonction ci-dessous (faite pour
= 1 donc pour le cas positif) et notamment sur le graphe. Ceci devrait faciliter la résolution des questions suivantes ...
Cordialement.
Merci homeya,
Mais J'ai tout de meme deux questions. Tout d'abord, J'ai du mal a voir comment a été arrangé la dérivée ( mise au meme dénominateur ? ), et Je reste bloquée face à mon taux d'accroissement..
Ou alors il me suffit de prendre la dérivée de remplacer x par 0 et il me reste simplement à calculer arctan(1/x) et effectivement on trouve -pi/2 et pi/2. C'est bien cela ? Puisque le taux d'accroissement en 0 revient à calculer f'(0) ?
Pour le taux d'accroissement en 0, je trouve . Le premier terme tend vers 0 et le second vers -
/2 et
/2 (on raisonne normalement à partir du taux d'accroissement et pas de la dérivée).
Quelles sont les questions qui restent bloquantes ?
J'ai trouvé quelque chose de semblable pour le taux
Je reste bloquée sur les questions concernant le signe de f' suivant les valeurs de .
Je ne vois pas ce que Je peux tirer de f' lorsque <0.
Je pense que l'on peut raisonner de la manière suivante (sauf erreur de ma part).
Je trouve f(2)(x) = . Puisque a est négatif, la dérivée seconde est toujours négative. Par conséquent, f' est décroissante de
/2 vers 2a (qui sont ses deux limites en 0 et +
) et s'annule en x
. Et donc f est croissante sur ]0;x
] puis décroissante sur [x
,+
[. On retrouve ceci dans l'étude ci-dessous faite pour
= -1.
D'accord, donc il fallait bien dériver f'. Je vais continuer ce que J'avais commencé et essayer tout ça, merci beaucoup!
Je trouve cette dérivée seconde :
f''(x)=2((1+x2)-1/2-x2(1+x2)-3/2) - (x2+1-2x)/((x2+1)2).
Du coups, f'' est négative comme vous l'avez dit, et à partir d'un tableau de variation avec f'' et f', Je trouve qu'effectivement, f' est décroissante de pi/2 à 2, et comme
<0, on a 2
<0, donc f'' s'annule en x
. Donc f' est positive sur )0, x
(, et négative sur )x
; +
(.
Je vais appliquer le meme raisonnement pour la question d'après. Merci !
Enfin, pas exactement, Je me suis trompée dans la fin de la dérivée, c'est -2/(x2+1)2. Mais ça ne change rien.
On me demande maintenant de montrer que l'ensemble des points M(x
, f
(x
)) sont inclus dans la courbe d'équation :
y = 1 - 1/x arctan(1/x)
Je ne vois pas comment aborder cette question.. Je pensais peut etre partir de f'(x)=0.
Sinon, J'ai réussi à montrer que cette courbe coupait le demi-axe des abscisses positives en un seul point d'abscisse . J'ai fait la dérivée etc, puis appliqué le théorème de la bijection.
Mais on me pose la fonction :
Pour x>0, H(x)= (-xarctan(1/x))/2(1+x2), Et on me demande de justifier que H(
+*)= ) -
/(2
(1+
2)) ; 0 (.
Puis de montrer que C coupe (Ox) si et seulement si
appartient à l'intervalle de H(
+*).
Je dois avouer que Je suis un peu perdue..
Merci de m'aider
J'arrive, j'arrive ... je ne suis juste pas greffé en permanence à mon mail
La courbe a-t-elle pour équation y = ?
J'ai réussi en étudiant la dérivée et les limites à montrer que l'image de R+* était ce qui était demandé
Mais Je n'ai pas réussi à faire la question concernant les points Mcompris dans la courbe d'équation y = 1- (
)
On peut effectivement partir de f'(x) = 0:
f'(x) =
= 0.
On en déduit: .
Dans , on remplace
par
et après simplification, on aboutit à
.
Et voilà
Après avoir calculé dans f' Je n'avais pas pensé à rebasculer dans f. Merci homeya
Comment fais-tu pour écrire les fractions ?
J'utilise la fonction tex() de Maxima ... qui fait aussi les dérivées, les primitives, etc. Je sais, je triche un peu
En parlant de dérivée, Je n'ai pas la meme en fait pour f' de x. J'ai l'inverse de la deuxième fraction en fait ..
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