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Niveau première
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exercice composé des fonctions

Posté par
Nijiro
02-12-19 à 22:53

Soit f la fonction numérique définie sur par:
f(x)= x^3+x^2+x
1/ a. montrer que pour tout (x;y)2:
x^3+x(1+y)+y^2+y+1>0 (déjà montré)
     b. Montrer que f est strictement croissante sur (déjà fait).
     c.Montrer que l'équation f(x)=3 admet au plus une solution dans .
2/On considère la fonction g définie sur l'intervalle I=]-;10] par:
g(x)= \sqrt{10-x}
    a.Etudier les variations de g sur I. (déjà fait)
    b.En déduire que l'équation f(x)=g(x) admet une solution unique dans m'intervalle I (Je sais que cette solution est (1) mais je ne sais pas comment raisonner, je crois que ça a une relation avec les variations des deux fonctions f et g).
3/ Soit h la fonction définie sur *+ par:
h(x)= \frac{1+x+\sqrt{x}}{x\sqrt{x}}
a.vérifier que: (x*+ h(x)= f(\frac{1}{\sqrt(x)}) (déjà fait)
b.En déduire la monotonie de la fonction h sur [/smb]*+ .


Pour la question 1/ c:
je ne sais pas laquelle de ces deux méthodes est la juste: Utiliser les variations de la fonction f pour raisonner ou démontrer que la fonction est injective (mais l'injection n'est-elle pas propre aux applications? est-il juste de montrer qu'une fonction est injective en suivant la même méthode ?)

Pour la question 3/b:
Je sais qu'il s'agit de l'étude des variations d'une fonction composée mais d'où commencer??
Merci d'avance.

Posté par
Zormuche
re : exercice composé des fonctions 02-12-19 à 23:00

Bonsoir
On montre qu'une fonction est injective de la même façon, puisqu'une fonction est une application, du moins à ton niveau il n'y a aucune différence
En revanche, c'est la surjectivité qui assure l'unique solution de f(x)=3. Mais ce n'est pas préférable de l'utiliser ici, le corollaire du TVI suffit (en fait, il montre que la fonction est surjective, donc..)

pour la 2b), pareil, corollaire du tvi, normalement au lycée on ne parle pas de surjectivité etc

Pour la 3)b) c'est une composition de fonctions monotones, pas besoin d'aller plus loin

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 19:26

Oui j'ai pensé au théorème des valeurs intermédiaires, mais on n'a pas encore étudié la continuité d'une fonction ni le théorème.

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 19:29

Mais n'est-elle pas une application injective celle que chaque x appartenant à I admet au plus une solution,  pour une application  surjective, c'est au moins une solution?

Posté par
Zormuche
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 20:05

Si f est une application d'un espace de départ D dans un espace d'arrivée A

On dit qu'elle est injective si dès qu'on a deux éléments distincts de A, leurs images par f seront distinctes. En gros elle ne crée pas de doublon
On dit aussi que tout d de D a au maximum un seul antécédent, mais c'est généralement moins pratique à vérifier

On dit qu'elle est surjective si elle parcourt tout l'espace d'arrivée, en gros f(A)=D, c'est à dire que tout d de D a au moins un antécédent

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 20:10

D'accord, merci pour l'explication , mais que faire avec le  corollaire du tvi? Je dois résoudre l'exercice en se basant du cours?

Posté par
Zormuche
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 20:28

Si je te dis corollaire du TVI, tu dois vérifier que ta fonction vérifie bien ses hypothèse et ensuite tu tires les conclusions de ce corollaire

D'ailleurs dans mon premier message je me suis trompé, il faut que la fonction soit bijective (injective et surjective) pour avoir l'unicité de la solution de f(x)=3
Mais encore une fois, le corollaire du tvi assure qu'elle est bijective

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 21:45

Vous n'avez pas compris ma question, j'ai dit qu'on n'a pas encore étudié ce théorème ni la continuité, donc je ne peux pas résoudre l'exercice en l'utilisant. Ne y a-t-il pas une autre méthode? En se servant par exemple des variations?

Posté par
Zormuche
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 23:04

En utilisant le fait que f est croissante, et que ses limites sont -infini et +infini, ça suffit à le dire, mais ça revient à utiliser le TVI... Sinon, en utilisant les variations, mais encore une fois, c'est le TVI

Voilà, sinon, ce que je propose : supposer qu'il existe une solution a telle que f(a)=3, et montrer qu'aucune autre solution ne peut exister après a et avant a, parce que f est croissante

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 23:27

Merci beaucoup mais pour la question 1/c , c'est déjà fini, maintenant je parle de la question 2/b

Posté par
Zormuche
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 23:34

utiliser le fait que  f(x)=g(x)  <=>  f(x)-g(x)=0  et on résout de la même façon

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 23:40

Zormuche @ 03-12-2019 à 23:34

utiliser le fait que  f(x)=g(x)  <=>  f(x)-g(x)=0  et on résout de la même façon
Mais quelle façon? , comment va-t-on résoudre une equation avec un trinôme de 3eme degré ? Mais comment montrer que 1 est la seul solution de l'équation? Je me sens tellement confuse, je m'excuse si je vous ai cassés la tête

Posté par
Zormuche
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 23:46

je me suis mal exprimé, je voulais dire traiter la fonction h(x)=f(x)-g(x) de la même façon que tu as fait pour f, étude de variation etc montrer qu'elle est croissante

Pour la question 1)c), tu as fait comme j'ai dit ci-dessus ? ou tu as fait autrement ?

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 23:52

J'ai montré  que (x;y) : f(x)=f (y) x=y , d'où f (x)=3 admet au plus une solution.

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 23:52

(x;y)2

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 03-12-19 à 23:54

Zormuche @ 03-12-2019 à 23:46

je me suis mal exprimé, je voulais dire traiter la fonction h(x)=f(x)-g(x) de la même façon que tu as fait pour f, étude de variation etc montrer qu'elle est croissante

Pour la question 1)c), tu as fait comme j'ai dit ci-dessus ? ou tu as fait autrement ?

Mais peut -on faire tout cela même s'il s'agit d'une déduction?

Posté par
Zormuche
re : exercice composé des fonctions 04-12-19 à 00:03

Je suis bien curieux, comment as-tu montré que f(x)=f(y) => x=y ?

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 04-12-19 à 19:49

f (x)=f (y) x3+x2+x=y3+y2+yx3-y3+x2-y2+x-y=0(x-y)(x2+yx+y2)+(x+y)(x-y)+(x-y)=0(x-y)(x2+xy+y2+x+y+1)=0 x-y=0 ou (x2+xy+y2+x+y+1)=0 or (x2+xy+y2+x+y+1)>0 (comme on a montré dans la question 1/b ) d'où: x-y=0x=y

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 04-12-19 à 19:51

À corriger : c'est x2+x (1+y)+y2+y+1 non pas x3, je m'excuse

Posté par
Nijiro
re : exercice composé des fonctions 04-12-19 à 19:52

C'est dans la  consigne.



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