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Niveau terminale
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Etude de la position relative entre une courbe et une droite

Posté par
hosana
14-05-24 à 11:26

Bonjour,

J'ai du mal à faire la partie 3 de ce sujet, merci d'avance de vos contribution.

Soit f la fonction définie sur [ 0 ; +∞ [ par f (x) = e-x. On appelle C sa courbe représentative dans un repère orthonormé et D sa tangente au point d'abscisse 0.

1. Déterminer l'équation réduite de D.
2. Étudier la position de C par rapport à D suivant les valeurs de x.
3. Soit a un nombre réel tel que a ≥ 1. Déterminer, en unités d'aire, l'aire A(a) du domaine limité par la courbe C, la droite D, l'axe des abscisses et la droite d'équation x = a.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 14-05-24 à 12:05

Bonjour,
faire une figure (de principe, même à main levée)

l'aire demandée est au plus simple la différence de deux aires
(une intégrale et un triangle)

Posté par
hosana
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 14-05-24 à 14:30

Bonjour et merci pour votre conseil cependant c'est l'expression de cette intégrale que je comprends pas bien. Ensuite les bornes où il faut la calculer : Entre 0 et a; entre 1 et a ou entre 0 et 1 ?
Merci d'avance

Posté par
mathafou Moderateur
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 14-05-24 à 14:39

Etude de la position relative entre une courbe et une droit

l'aire bleue totale c'est OADC, c'est dans le cours
on retire le triangle OBC
reste l'aire cherchée (en bleu non hachuré) BADC

Posté par
carpediem
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 14-05-24 à 19:39

salut

hosana @ 14-05-2024 à 11:26

Soit f la fonction définie sur [ 0 ; +∞ [ par f (x) = e-x. On appelle C sa courbe représentative dans un repère orthonormé et D sa tangente au point d'abscisse 0.


donc C est une droite puisque la fonction f(x) = e - x est une fonction affine

par contre si on veut introduire la fonction f(x) = exp (-x) sous forme exponentielle on écrit f(x) = e^(-x)

Posté par
hosana
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 15-05-24 à 08:54

Salut carpediem et merci pour ta précision, il s'agit bien de  
f(x) = e^(-x) dans mon sujet.

j'ai posé la fonction g tel que g = f - D, j'obtiens g(x) = e^(-x) + x - 1
dont une primitive est G(x) = -e^(-x) + (x^2)/2 - x.
J'ai  calculé l'intégrale de celle-ci entre 0 et a mais il me manquerai un terme en e^(-x) ! D'où mon problème.

Effet, il aurait fallu faire le précédent calcul entre 0 et 1 et le calcul de -e^(-x), primitive de e^(-x), entre 1 et a. Mais je suis un peu perdu.

Merci d'avance pour ta contribution

Posté par
mathafou Moderateur
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 15-05-24 à 09:15

on peut certes calculer la somme de ces deux aires

Etude de la position relative entre une courbe et une droit

mais ma méthode par soustraction est tout de même plus rapide !!
(une seule intégrale à calculer, et l'aire d'un triangle rectangle de coté 1 est trivialement 1/2 )

Posté par
hosana
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 15-05-24 à 11:21

Bonjour et merci pour votre éclairage.
Donc c'est l'intégrale de f sur [0;a] moins l'aire du triangle OBC. Cependant pourriez-vous me donner l'expression de ce calcul car je n'arrive pas à obtenir une limite finie (il y a une contrainte avec la droite d'équation x = a).
Merci d'avance

Posté par
malou Webmaster
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 15-05-24 à 12:27

Bonjour

qu'as-tu écrit toi ? qu'on voie un peu où est ton erreur ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 15-05-24 à 13:04

la droite x = a, c'est juste la verticale (AD) !!

elle définit juste et uniquement la borne supérieure d'une intégrale définie.

PS : petite révision sur les intégrales vs aires là : Intégrale : un cours complet de terminale avec des exemples

Posté par
hosana
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 15-05-24 à 16:36

Bonjour Malou,

Pour répondre à votre question ci-dessous la réponse à mon devoir :

A(a) = [-e^(-x)][0][a] + [(x^(2))/2][0][a] - [x][0][a] = (-1/e^(a)) + 1 + (1/2*a^2) - a. Il faut comprendre par [0][a] entre 0 et a

D'où erreur !

Merci d'avance

@mathafhou : je sais bien mais je fais des maths pour le plaisir et ma mémoire n'est plus aussi bonne qu'autrefois. Pour l'instant je n'ai encore perdu la mienne et j'essaie de l'entretenir. Merci pour votre contribution très intéressante.

Bien cordialement

Posté par
mathafou Moderateur
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 15-05-24 à 19:10


tu mélanges tout (addition ou soustraction, il faut choisir !)

par addition : la partie avant 1 plus la partie après 1

\underbrace{\int_0^{{\red 1}}(e^{-x} -(1-x))dx}_{\text{à gauche de 1}} \; + \underbrace{\int_{{\red 1}}^a e^{-x}dx}_{\text{à droite de 1}}

par soustraction : tout (sans tenir aucun compte de la droite) moins le triangle

\underbrace{\int_0^{{\red a}} e^{-x}dx}_{tout} \; - \underbrace{\dfrac{1}{2}}_{triangle}

les deux donnent évidemment le même résultat
(dans lequel il n'y a aucun polynome en a, vu que le triangle ne dépend pas de a !!)

Posté par
hosana
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 16-05-24 à 09:48

Bonjour et merci pour votre réponse

Posté par
mathafou Moderateur
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 16-05-24 à 10:11

PS
en décortiquant ton calcul (pas très lisible car il manquait les calculs précédents, l'écriture avec les intégrales), en fait tu calculais ça :

Etude de la position relative entre une courbe et une droit

il y a en trop le triangle BAF
en faisant ainsi (c'est une 3ème méthode!) il faudrait retrancher à ton résultat l'aire de ce triangle.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 16-05-24 à 10:21

c'est à dire :

\underbrace{\int_0^a (f(x) -D(x))dx}_{\text{ton calcul}} \; - \;\underbrace{\dfrac{(a-1)^2}{2}}_{\text{triangle BAF}}

Posté par
hosana
re : Etude de la position relative entre une courbe et une droit 16-05-24 à 12:21

Merci beaucoup pour ce complément d'information



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