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Niveau terminale
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exercice avec arctan

Posté par
losyl
05-12-16 à 12:44

Bonjours, j'ai un peu de mal sur cette exo. Merci pour l'aide.

f(x)= arctan(x-1)- arctan(1/x)

1)justifier proprement que f est définie sur /(0)

2) Montrer qu'une expression de la dérivée de f est pour x0, f'(x)=(2x2+2x+3 / (1+x2)(1+(x-1)2))

3) En déduire le tableau de variation de la fonction f sur /(0)

4) Justifier que tan(arctan(a)+ arctan(b)) = (a+b)/1-ab)

Voilà ce que j'ai pu faire :

1) La fonction arctan est la fonction réciproque de la restriction de la fonction tangente à [-pi/2;pi/2].
Donc arctan : ]-;+[ ]-pi/2;pi/2[
x ]-pi/2;pi/2[ et y, la fonction arctan est définie sur ]-;0[U]0;+[

2) pour la dérivée il faut utiliser (U0V)'(x)

J'ai donc coupé en deux pour faciliter un peu les calcules.
. Pour arctan(x-1) je trouve x-1/1+x2
. Pour arctan (1/x) brouillons je n'arrive pas l'avoir

3) j'ai fait mon tableau et j'obtient par rapport aux valeurs de x sur ]-;0[ négatif puis ]0;1,5] négatif et ]1,5;+[ positif

4 ) je trouve bien le résultat, pas de souci pour celle là

Posté par
Glapion Moderateur
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:03

non, la dérivé de arctan u c'est u'/(1+u²)

donc la dérivée de arctan (x-1) c'est 1/(1+(x-1)²) = 1/(x²-2x+2)
et la dérivée de arctan(1/x) c'est (-1/x²)/(1+1/x²) = -1/(x²+1)

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:08

Comme tu l'as dit la fonction arctan est définie sur ]-,+[.
La fonction f(x)=x-1 est définie sur et a ses images sur  ]-,+[.
Donc arctan(x-1) est définie sur
La fonction g(x)=1/x est définie sur -{0} et a ses images sur un intervalle inclus dans  ]-,+[.
Donc arctan(1/x) est définie sur  -{0}

Pour les dérivées , il faut savoir que (arctan(u))'=u'/(1+u2)

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:09

oups pardon Glapion... Grillé !!!

Posté par
luzak
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:11

Bonjour !
le 1. ne va pas : ce n'est pas \arctan qu'il faut définir mais la fonction f
2. La dérivée de x\mapsto\arctan(x-1) en x est \dfrac1{1+(x-1)^2} (ton calcul me semble faux )
La dérivée de x\mapsto\arctan(1/x) en x est: V'(x)\,\dfrac1{1+(V(x))^2} (produit de la dérivée de U en V(x) par la dérivée de V en x)
N.B. Vérifies ton énoncé : la formule que tu as écrit en 2. (énoncé) me semble fausse !
3. Faux ! Normal tu n'as pas calculé la dérivée et, SI tu as utilisé le résultat (suspect) de ton énoncé, tes réponses sont fausses aussi.

Pour faire un tableau de variations il faut calculer les limites de f aux bornes des intervalles de définition (de préférence, calcul à faire AVANT de dessiner un tableau)

4. Résultat incorrect lorsque ab=1

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:17

merci bien, je regarde tous sa, je fait les calcules et je revient pour dire si tous va bien

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:21

pour la formule de la question 2, non elle est correcte pas de problème sur ce point.

Pour ab 1 oui, je peux rajouter

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:43

Pour moi, la formule de la dérivée (en 2) de l'énoncé) est bonne..

Posté par
Glapion Moderateur
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:49

il y a un petit signe - qui ne colle pas

f'(x) = 1/((x-1)²+1) + 1/(x²+1) = (x²-2x+1+1+x²+1)/((x²+1)((x-1)²+1)) = (2x²-2x+3)/((x²+1)((x-1)²+1))

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:52

- Bah en calculant la dérivée non, j'ai exactement pareil au dénominateur mais au numérateur je trouve 2x2+2x+2 or l'énoncé mais 3 et pas 2. (l'erreur doit etre là, ou faute de calcule de ma pars)

merci pour l'aide, j'ai modifier là 1, pour la 2 j'attend un peu de voir si oui ou non il y a une erreur d'énoncé.
Pour la 4 je rajoute la petite justification de ab1

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:53

Le cas ab=1 correspond à :
arctan(a)+arctan(b) =+ ou - /2 (selon le signe de a)
Et on sait que tan(x) n'est pas définie pour x=+ ou - /2

D'ailleurs on démontre facilement que arctan(a)+arctan(1/a)=+ ou - /2 (toujours selon le signe de a)

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:56

ok !! c'est -2x et pas +2x au numérateur ..

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 13:58

ha oui, exacte pour le signe on doit avoir 2x2-2x+3 pour le numérateur ??

nofutur2 serai t'il nécessaire que je le met dans mon exo le cas du ab=1 ?? ou ce n'est juste pour comprendre le pourquoi ??

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 14:06

Oui, c'est indispensable pour la 4)..
Il faut bien préciser que ab doit être différent de 1..cela correspond au fait que tan(x) n'est pas défini pour x=+ou - /2..
Mais n'oublie pas de faire la 3).. avec une discontinuité en x=0..

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 14:15

On démontre que si b=1/a (donc ab=1)
arctan(a)+arctan(b)=+ ou- /2

Prenons a>0 . On pose arctan(1/a)=X avec  0 <X<+ /2
arctan(1/a)=X 1/a=tan(X)a=1/tan(X)=cotan(X)=tan((/2)-X)et comme  0 <X<+ /2 ceci équivaut à  arctan(a)=(/2)-X arctan(a)=(/2)-arctan(1/a)arctan(a)+arctan(1/a)=/2

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 14:36

alors pour la 3 ) j'ai calculé la limite lorsque x tend vers + ou -

j'ai trouvé pour x tend vers +, f(x) tend vers +
x tend vers -, f(x) tend vers -

elle est donc décroissante puis croissante avec une discontinuité en 0.

D'accord, je note sa pour la 4 alors

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 14:39

Non . c'est complétement faux de chez faux !!!
Tu ne sais pas à quoi ressemble la fonction y=arctan(x).
tu trouves quoi comme signe de la dérivée ?

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 14:48

L'image de arctan(x) est comprise entre +et -/2 ... comment veux tu que f tende vers +ou- ????

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 14:49

f(x) pardon..

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 14:58

j'ai refait, pour la dérivée elle positif sur
donc f(x) est croissante sur /0), pour l'instant sa va ?

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 14:59

Non ..

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:00

Précise ton ou tes intervalles ..

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:01

On ne donne jamais la variation d'une fonction sur un intervalle avec un point interdit !!!

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:16

je n'arrive pas à comprendre, f'(x) ne s'annule en aucune valeur et par la calculette il m'affiche quelques soit x un résultat positif.
Donc f'(x) est toujours positif. donc f(x) est positif sur ]-pi/2;0[U]0;pi/2[

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:18

Oui mais f est croissante  sur ???

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:19

non plutôt !! Tu écris de nouvelles âneries !!
f'(x) est positif sur quoi ??

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:21

Pas besoin de la calculatrice .. Tu as appris le signe du trinome !!
Je répète ... On donne la croissance ou la décroissance d'une fonction sur des intervalles sans point interdit..

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:28

positif sur l'intervalle ]-pi/2;pi/2[ ?

Posté par
luzak
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:30

Citation :
je n'arrive pas à comprendre,

C'est bien vague : que ne comprends-tu pas ?

La fonction est à étudier sur des intervalles non bornés ! Que viennent faire tes \dfrac{\pm\pi}2 ?

Tu n'as toujours pas calculé les limites aux bornes des intervalles de définition. Indispensable pour faire un tableau de variations.

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:31

Bon je vois que ne t'en sors pas ..
Comme f' est positive pour x -{0}..
f est croissante sur ]-,0[ et croissante sur ]0,+[
Calcule la limite en -...

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:35

f'(x) est positif sur ]-;0[ U ]0;+[car 0 est une valeur interdite

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:38

Pour x tend vers + , f(x)=pi/2 et pour x tend vers -, f(x) =-pi/2.

désolé il y a un temps de décalage dut fait que j'actualise pas de suite la page

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:44

Regarde ce que j'écris pour la croissance ... !!! On définit la croissance et / ou la décroissance sur chaque intervalle ininterrompu..  
Ok pour les limites en + ou- infini .. En 0+ et en 0- maintenant !!

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:49

Citation :
f'(x) est positif sur ]-;0[ U ]0;+[car 0 est une valeur interdite

N'écris surtout pas une ânerie pareille sur ton devoir .. Il n'y aucune implication logique  qui justifie le "car" ...

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 15:56

pour + ou - 0 j'ai -0,78 en arrondissent aux centièmes pour les deux.

donc pour l'étude de la limite je doit stipuler un intervalle ou la fonction est strictement monotone ?

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 16:21

Lis ce que j'ai écrit ... Sinon pour les limites donne ton raisonnement et les valeurs exactes ..

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 16:23

correction j'ai 0.78 pour -0 et -2,35 pour +0

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 16:24

T'es en terminales quand même .. tu vois la différence entre ..

Citation :
On définit la croissance et / ou la décroissance sur chaque intervalle ininterrompu..  

et
Citation :
pour l'étude de la limite je doit stipuler un intervalle ou la fonction est strictement monotone

Non??

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 16:24

Regarde mes réponses ..

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 16:28

x tend vers 0+

x-1 tend vers -1 donc arctan (x-1) tend vers -pi/4

1/x tend vers + donc arctan (1/x) tend vers pi/2

donc sa tend vers -3pi/4 pour x tend vers 0+ ??

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 16:29

ok .. idem pour 0-

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 16:39

donc lorsque j'étudie la limite de f(x) je puis dire que j'étudie la limite de f(x) sur ]-;0[ puis sur ]0;+[ ??
dans les intervalles il n'y a aucune valeurs interdites.

pour 0- j'ai pi/4

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 16:51

Tu sais lire ???
On étudie la limite d'une fonction en un point (éventuellement à l'infini) pas sur un intervalle.
On dit lim de f(x) quand x tend vers x=x0 .. pas pour xintervalle I.

Pour les variations de fonction, ce que je dis (pour la 10eme fois)  c'est qu'on écrit pas que la fonction f est croissante sur ]-,0[]0,+[,
mais que la fonction f est croissante sur ]-,0[ et croissante sur]0,+[,

Ok pour les limites .. Tu peux remplir ton tableau de variation sans oublier le double trait et la discontinuité de la flèche en x=0 (en fait il faut une flèche par intervalle.)..

Posté par
Nofutur2
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 17:13

Ecrire qu'une fonction est croissante (ou décroissante) sur un intervalle à un signification bien précise..
Si tu écris que f est croissante sur I=]-,0[]0,+[ signifie que si je prends deux valeurs quelconques x1 et x2 appartenant à I telles que x1<x2.. alors f(x1)<= f(x2) . (< si la croissance est stricte).
Tu as (-1/2)<(1/2) et ces deux valeurs appartiennent à I .. Essaye donc de voir si f(-1/2)<f(1/2) !!! Alors ???? Tu as compris ???

Posté par
losyl
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 17:22

ok je comprend mieux

Posté par
losyl
réso équation avec arctan 05-12-16 à 17:53

bonjours,  je n'arrive pas à trouver la solution, je ne sais pas par ou commencer.

f(x)= arctan(x-1)-arctan(1/x)

1) justifier à l'aide du tableau de variation que f(x) = arctan(19/8) possède une unique solution x0 comprise sur ]1;+[

2) Montrer que l'équation f(x)= arctan(19/8) est équivalente à : 8x2-46x+11=0

J'ai réalisé mon tableau de variation pas de souci, il est bon, il y a eu une correction dessus. Mais j'arrive pas à me lancer, merci pour l'aide

*** message déplacé ***

Posté par
Nofutur2
re : réso équation avec arctan 05-12-16 à 18:02

Citation :
J'ai réalisé mon tableau de variation pas de souci,

T'es quand même gonflé .. Et pas un merci avec tout çà..

*** message déplacé ***

Posté par
malou Webmaster
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 18:05

merci de relire la définition du multipost (je rappelle, qui est interdit sur notre site ) ...

exercice avec arctan

Posté par
PLSVU
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 18:08

Bonsoir,
tan(a-b)=\dfrac{tana-tanb}{1+tana*tanb}
 \\
tan(arctan(19/8)=tan(arctan(x-1)-arctan(1/x))=\dfrac{x-1-\frac{1}{x}}{1+(x-1)\frac{1}{x}}
 \\ 19/8=\dfrac{x^2-x-1}{2x-1}
8x^2-8x-8=38x-19
8x^2-46x+11=0

Posté par
PLSVU
re : exercice avec arctan 05-12-16 à 18:09

désolée, c'est triste .

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