Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Étude de fonction 1

Posté par
Samsco
09-12-20 à 17:52

Bonsoir j'ai besoin de votre aide svp.

Exercice :

Soit f la fonction définie sur ]-π ; π[ par : f(x)=tan(x/2)

1. Vérifier que f'(x)=(1/2)[1+( f(x) )²]

2. En déduire que f est une bijection de ]-π ; π[ vers un intervalle J à préciser .

3. On note f-1 sa bijection réciproque. Démontrer que f-1 est dérivable sur R et que :

\forall x \in \mathbb{R}~, (f^{-1})'(x)=\dfrac{2}{x²+1}

Réponses :

1.

\forall x \in ]-\pi~;~\pi[~,f'(x)=\left(\tan(\dfrac{x}{2})\right)'
 \\ 
 \\ =(\dfrac{x}{2})'[1+\left(\tan(\dfrac{x}{2})\right)²]
 \\ 
 \\ \forall x \in ]-\pi~;~\pi[~,f'(x)=\dfrac{1}{2}[1+(f(x))²]

2. \forall x\in ]-\pi~;~\pi[~,f'(x)>0
f est continue et strictement croissante sur ]-π ; π[ donc f réalise une bijection de ]-π ; π[ dans f(]-π ; π[)=R

3. f-1 a le même sens de variation que f , donc f est strictement croissante sur R et \forall x\in \mathbb{R}~,(f^{-1})'(x)>0
Donc f est dérivable sur R.

Explications f-1.
f: ]-π ; π[ ---> R
             x |-----> tan(x/2)
x \in ]-\pi~;~\pi[~;~y\in \mathbb{R}

f(x)=y \iff \tan(\dfrac{x}{2})=y
 \\

Je bloque ici

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 18:27

Bonjour,
Dans 2), tu ne justifies pas l'image de l'intervalle ]-π ; π[.

Pour 3), regarde le théorème de dérivabilité d'une fonction réciproque.
Que doit vérifier la dérivée de f pour que f-1 soit dérivable ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 18:30

Par ailleurs, dans 1), le calcul est juste, mais écrire des "prim" derrière x n'est pas correct.
Pose \; u(x) = x/2 \; pour pouvoir utiliser \; f(x) = tan(u(x)) \; et écrire \; f'(x) = u'(x) tan'(u(x))

Posté par
LeHibou
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 18:34

Bonjour,

Tu as du voir dans ton cours quelque chose comme ça :

Citation :
Dérivées d'une fonctionréciproque :
Si fest une fonction de la variable x sur un intervalle I, dérivable, avec f′ partout non nulle, alors f est soit strictement croissante soit strictement décroissante et elle établit une bijection de I sur son imageJ = f(I) (qui est aussi un intervalle). La fonction réciproque g = f-1, de la variable y, est à son tour dérivable et on a pour tout y de J : g′(y) =1/f′(g(y))


Et on à très envie de l'appliquer la formule de 1) :
f'(x)=(1/2)[1+( f(x) )²] , donc 1/f'(x) =...

Posté par
LeHibou
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 18:35

Bonsoir Sylvieg, je te laisse continuer...

Posté par
Samsco
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 18:59

3) On a : f'(x)≠0 pour tout x de ]-π ;π[

Donc (f-1)'(x) est dérivable sur R .

2) \forall x \in ]-\pi~;~\pi[~,f(x)=\tan(\dfrac{x}{2})
 \\ 
 \\ f(x)=\dfrac{\sin(\dfrac{x}{2})}{\cos(\dfrac{x}{2})}
 \\ 
 \\ \forall x/2\in ]-\dfrac{\pi}{2}~;-\dfrac{\pi}{4}[~, cos(\dfrac{x}{2})>0
 \\ 
 \\ \forall x \in ]-\pi~;~\dfrac{\pi}{2}[~, \cos(\dfrac{x}{2})>0
 \\ 
 \\ \lim_{x \to -\pi^+}\tan(\dfrac{x}{2})=\lim_{x \to -\pi^+}\dfrac{\sin(\dfrac{x}{2})}{\cos(\dfrac{x}{2})}=-\infty
 \\ 
 \\ \forall x/2 \in ]\dfrac{\pi}{4}~;~\dfrac{\pi}{2}[~, cos(\dfrac{x}{2})>0
 \\ \forall x \in ]\dfrac{\pi}{2}~;~\pi[~,cos(x/2)>0
 \\ 
 \\ \lim_{x \to \pi^-}f(x)=+\infty

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 19:13

Citation :
Donc (f-1)'(x) est dérivable sur R .
C'est f-1 qui est dérivable sur .
Je ne vois pas l'intérêt de ce que tu as écrit ensuite pour 3).

Tes limites sont exactes, mais tu as une drôle de manière de les démontrer.
Quelques liens avec des mots pourraient rendre la chose plus claire.
Et la limite de sin(x/2) n'est jamais évoquée.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 19:16

Je ne vais plus être disponible ( ça va être l'heure du repas ).
Si LeHibou veut bien prendre la suite

Posté par
Samsco
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 19:26

\lim_{x \to -π}\sin(x/2)=-1
 \\ 
 \\ \lim_{π}\sin(x/2)=1

Citation :
Quelques liens avec des mots pourraient rendre la chose plus claire.


Comment ça ?

3)
f'(x)=(1/2)[1+(f(x))²]

(f-1)'(x)=1/f'(x)
=1 / (1/2)[1+(f(x))²]
(f-1)'(x)=2 / 1+ (f(x))²

Citation :
Je ne vois pas l'intérêt de ce que tu as écrit ensuite pour 3).


À 17h 52 ( 1er message) ?

Si oui,
Je voulais trouver l'expression de f-1 et ensuite dériver celle-ci.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 20:55

C'était dans ton message de 18h59.
Le 2) est au milieu de ce que tu as écrit pour 2), pas pour 3). Je viens de m'en apercevoir.

Pour rédiger les limites, il faut justifier la limite du numérateur puis la limite du dénominateur et écrire ces limites.
Ensuite, rédiger quelque chose du genre " par quotient, on a donc ... ".
A 18h59, tu n'écris jamais que la limite du numérateur est 1 et que celle du dénominateur est 0+ ou 0-.

Posté par
Samsco
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 21:15

Sylvieg @ 09-12-2020 à 20:55

Le 2) est au milieu de ce que tu as écrit pour 2), pas pour 3). Je viens de m'en apercevoir.


Je n'ai pas compris ce que vous vouliez dire .

Justifier toutes ces limites , avec latex ça prend beaucoup trop de temps.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude de fonction 1 09-12-20 à 21:47

Dans ton message de 18h59, j'ai cru que cette ligne et les suivantes faisaient suite à ce que tu as écrit pour 3)

Citation :
\forall x \in ]-\pi~;~\pi[~,f(x)=\tan(\dfrac{x}{2})

alors que c'était le début de 2).

Essaye de calculer (f-1)'(x) avec la formule du cours sur la dérivée d'une fonction réciproque.

Posté par
Samsco
re : Étude de fonction 1 10-12-20 à 18:19

\forall x \in \mathbb{R}~,(f^{-1})'(x)=\dfrac{1}{f'(f^{-1}(x))}=\dfrac{1}{\frac{1}{2}×\left[1+\left(f(f^{-1}(x))\right)²\right]}=\dfrac{2}{x²+1}

Posté par
Samsco
re : Étude de fonction 1 11-12-20 à 16:34

C'est bon?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude de fonction 1 11-12-20 à 17:34

Oui

Posté par
Samsco
re : Étude de fonction 1 11-12-20 à 19:23

Samsco @ 09-12-2020 à 18:59

3) On a : f'(x)≠0 pour tout x de ]-π ;π[

Donc f-1 est dérivable sur R .


Est ce la justification que j'ai donné pour 3) est acceptable ?



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !