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Niveau terminale
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Étude de fonction

Posté par
Samsco
01-01-21 à 12:20

Bonjour que vous vérifiez ce que j'ai fais svp.

Exercice :

Soit la fonction fk définie sur R par :

f_k(x)=x+\dfrac{1-kx^2}{1+kx^2}

où k est un réel positif ou nul.

Dans le repère orthonormal de centre O ci-dessous , on a représenté les droites (D) d'équation y=x-1 et (D') d'équation y=x+1 , la courbe représentative (C1) de f1 et deux autres courbes représentatives de fk : (C) passant par A(1 ; 1/3) et (C') passant par B(1 ; 5/3).

1) Déterminer les limites de fk en +oo et en -oo

2) Justifier que , pour réel tout k≥0 , la droite (D') est tangente à la courbe représentative de fk.

3) Déterminer le réel k associé à (C) et celui associé à (C').

4) a) Justifier que , pour tout x réel , on a :

f_k(x)=x-1+\dfrac{2}{1+kx^2} et f_k(x)=x+1-\dfrac{2kx^2}{1+kx^2}

b) En déduire pour tout k strictement positif :

_ La position de la courbe (Ck) par rapport aux droites (D) et (D')

_ Les asymptotes de la courbe (Ck)

5) On fait tendre k vers +oo.
Vers quelle fonction fk va-t-elle se rapprocher .

Réponses :

1) Limite de fk en +oo
et en -oo

\forall x \in \mathbb{R}~,f_k(x)=x+\dfrac{1-kx^2}{1+kx^2}=x+\dfrac{\frac{1}{x^2}-k}{\frac{1}{x^2}+k}
 \\ 
 \\ \lim_{x \to -\infty}x=-\infty  \text{et} \lim_{x \to -\infty}\dfrac{\frac{1}{x^2}-k}{\frac{1}{x^2}+k}=-1
 \\ 
 \\ \text{Par somme}~,\lim_{x \to -\infty}f_k(x)=-\infty
 \\ 
 \\ \lim_{x \to +\infty}f_k(x)=+\infty

2)
Equation de la tangente à (Ck) au point d'abscisse 0.

y=fk'(0)(x-0)+fk(0)

f_k(0)=0+\dfrac{1-0}{1+0}=1
 \\ 
 \\ f'_k(x)=1-\dfrac{4kx}{(1+kx)²}
 \\ f'_k(0)=1

y=1(x-0)+1
y=x+1

(D') est tangente à (Ck) au point d'abscisse 0.

3)
*Réel k associé à (C)

(C)  passe par A(1 ; 1/3)

f_k(1)=\dfrac{1}{3} \iff 1+\dfrac{1-k}{1+k}=\dfrac{1}{3}\iff k=5

*Réel k associé à (C')

f_k(1)=\dfrac{5}{3}\iff 1+\dfrac{1-k}{1+k}=\dfrac{5}{3}\iff k=\dfrac{5}{3}

4-a)

\forall x \in \mathbb{R}~,f_k(x)=x+\dfrac{1-kx^2}{1+kx^2}=x+\dfrac{-(1+kx^2)+2}{1+kx^2}=x-1+\dfrac{2}{1+kx^2}
 \\ 
 \\ \forall x \in \mathbb{R}~,f_k(x)=x+\dfrac{1-kx^2}{1+kx^2}=x+\dfrac{(1+kx^2)-2kx^2}{1+kx^2}=x+1-\dfrac{2kx^2}{1+kx^2}

b)

\forall x \in \mathbb{R}~,f_k(x)-(x-1)=\dfrac{2}{1+kx^2} > 0 
 \\  \text{et}  f_k(x)-(x+1)=-\dfrac{2kx^2}{1+kx^2} \leq 0

(Ck) est au dessus de (D) et en dessous de (D').

\lim_{x \to \pm \infty}f_k(x)-(x-1)=0

La droite (D) est asymptote oblique a (Ck) en +oo et en -oo

5)
Quand k tend vers +oo ,1+kx² tend vers +oo => 2/(1+kx²) tend vers 0 donc

fk(x) tend vers x-1

Posté par
Samsco
re : Étude de fonction 01-01-21 à 12:20

Graphique

Étude de fonction

Posté par
ciocciu
re : Étude de fonction 01-01-21 à 13:00

Salut
tout cela me semble très bien

Posté par
Samsco
re : Étude de fonction 01-01-21 à 13:05

Oki merci !



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