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Exercice variation

Posté par
lilianmerique
27-12-20 à 19:35

Théorème : soit g une fonction dérivable sur un intervalle I
Pour tout x réel tel que ax + b appartient à I, la fonction f définie par f(x) = g(ax + b) est dérivable sur I et f'(x) =ag'(ax+b)

Application des dérivées composées :

Soit f(x) = (5x+8)^4 et g(x) = racine de 7x + 2 étant deux fonctions définies sur [0;+ infini[

En appliquant le théorème calculer la dérivée de f et de g sur [0;+ infini[

J'ai cet exercice à réaliser, je suis complètement bloqué. Si quelqu'un pourrait me donner des pistes, merci.

Posté par
Witaek
re : Exercice variation 27-12-20 à 20:43

Bonsoir !

Tu souhaites appliquer le théorème de l'énoncé aux fonctions f et g pour montrer qu'elles sont dérivables et ensuite calculer leurs dérivées.

ATTENTION : les fonctions f et g de la question ne sont pas les mêmes que celles du théorème.

Je t'aide pour la première fonction et tu essayeras de faire la deuxième seul.

Tu as  f(x) = (5x+8)^4 pour x \in \R_+.

Il faut maintenant repérer qui est f et qui est g et qui sont a et b.

Ici clairement a =5 et b =8 donc  f(x) = (5x+8)^4= g(5x+8)
donc g(x) = x^4.


Maintenant tu prend ton théorème et tu vérifies les hypothèses :

"soit g une fonction dérivable sur un intervalle I" --> vérifie que g(x) = x^4 est bien dérivable sur \R_+

"Pour tout réel x tel que ax+b appartient à I" --> tu prends un x dans \R_+ tel que ax+b est aussi dans \R_+

"Alors f définie par f(x) = g(ax+b) est dérivable sur I et f'(x) =ag'(ax+b)" --> tu viens de montrer que f est dérivable et tu n'as plus qu'à calculer la dérivée avec la formule qui est donnée.

Il faut faire pareil pour la fonction g.

Ici l'énoncé est piégeur car il énonce le théorème avec des fonction qui s'appellent f et g comme celles qui sont dans la question alors qu'elles n'ont rien à voir.

Dans l'espoir de t'avoir aidé. Bonne soirée.

Posté par
co11
re : Exercice variation 27-12-20 à 20:49

Bonsoir,

il est possible que tu sois bloqué à cause des notations de ton cours qui s'emmêlent avec celle de l'exercice.

Je te propose de regarder d'abord la première fonction, qui est définie par f(x) = (5x + 8)^4, en conservant les notations de ton cours.
On a : f(x) = g(5x + 8) avec g(x) = ?

Posté par
co11
re : Exercice variation 27-12-20 à 20:51

Pardon, j'ai essayé de vérifier qu'il n'y avait pas d'autre réponse mais ça ne se voyait pas.
Je vous laisse.

Posté par
Witaek
re : Exercice variation 27-12-20 à 20:57

Pas de soucis

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 00:06

J'ai du mal avec le forum, j'avais pas vu vos réponses. L'heure se fait tard, je lis et essaye de comprendre vos réponses demain matin. Et je vous fais un retour si j'ai des questions pour la fonction g.

En tout cas merci beaucoup pour votre réponse rapide et le temps que vous m'avez accordé. Bonne soirée à demain

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 13:08

Bonjour,

Je viens de m'y remettre, on me demande la dérivée de f sur [0;+infini[ mais dans votre réponse vous ne l'a donné pas et je ne sais pas du tout comment m'y prendre pour la calculer...

@co11 @Witaek

Posté par
Witaek
re : Exercice variation 28-12-20 à 13:52

Je reviens à mon message précédent. On a donc :

f(x) = (5x+8)^4 = g(5x+8) ce qui nous a permis de trouver g(x) = x^4

g est une fonction polynomiale de degré 4 donc elle est dérivable sur donc en particulier elle est aussi dérivable sur [0 ; +[ --> première hypothèse validée !

Soit x\in [0 ; + \infty[.
5 x appartient encore à [0 ; +[ et enfin 5x +8 appartient aussi à [0 ; +[ --> deuxième hypothèse validée.

On a validé toutes les hypothèses donc f est dérivable sur  [0 ; +[.
Le théorème te donne ensuite la formule pour calculer la dérivée : f'(x) = ag'(ax+b).

Commençons par déterminer g'.

g(x) = x^4 donc g'(x) = 4x^3

Maintenant on applique bêtement la forumle : f'(x) = ag'(ax+b) = 5 \times g'(5x+8) = 5 \times 4 \times (5x+8)^3 = 20\times(5x+8)^3.

Et le tour est joué  ! Essaye de faire de même pour la deuxième fonction pour voir si tu as bien compris. N'hésite pas à poser des questions si tu ne comprends pas quelque chose !

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 13:59

ah bah voilà merci j'avais trouvé la bonne dérivée, je vous envoie mes résultats pour la deuxième j'espère avoir bien compris

Posté par
Witaek
re : Exercice variation 28-12-20 à 14:01

J'attends cela avec impatience !

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 14:57

Re

Donc g(x) = racine de 7x + 2
où a = 7 et b= 2
je suis bloqué comment trouver g pour f(x) = g(ax+b)

Posté par
Witaek
re : Exercice variation 28-12-20 à 15:02

On reprend exactement comme précédemment. Afin de ne pas s'embrouiller dans les notations on va plutôt appeler la fonction h ok ?

Donc h(x) = \sqrt{7x+2}

Tu as bien identifié a et b. Maintenant la fonction g que tu cherches c'est la fonction que l'on applique à ax+b.

h(x) = \sqrt{7x+2} = g(7x+2) donc g(x) = ... ?

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 15:09

g(x) = racine de X (7x+2)
g'(x)= X' x 1/(2 x racine de X) = a x 1/(2 x racine de ax+b) = 7 x 1/(2 x racine de 7x+2) = 7/( 2 x racine de 7x+2)

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 15:10

est ce correct après je ne sais pas expliquer pourquoi c'est dérivable si vous pouviez me donner un coup de pouce ahahh?

Posté par
Witaek
re : Exercice variation 28-12-20 à 15:20

lilianmerique @ 28-12-2020 à 15:09

g(x) = racine de X (7x+2)


Que veut-tu dire par cela ? Je ne suis pas sûr de comprendre.Tes notations sont un peu confuses...

Tout simplement h(x) = \color{red} \sqrt{7x+2} = \color{blue} g(7x+2)

Pour passer de l'expression rouge à l'expression bleue, on voit bien que la fonction g a remplacé la racine donc g(x) = \sqrt{x}.

Quel est le domaine de dérivation de la fonction racine carré ? C'est dans ton cours non ?

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 18:48

Le domaine de définition ?

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 18:53

R-(-2/7)

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 18:54

Correct ? Qu'est ce qui est confus mon résultat n'est pas correct ?

Posté par
Witaek
re : Exercice variation 28-12-20 à 19:33

lilianmerique @ 28-12-2020 à 15:09

g(x) = racine de X (7x+2)
g'(x)= X' x 1/(2 x racine de X) = a x 1/(2 x racine de ax+b) = 7 x 1/(2 x racine de 7x+2) = 7/( 2 x racine de 7x+2)


En fait tu as la bonne réponse mais pour les mauvaises raisons.

On a trouvé : g(x) = \sqrt{x} cette fonction est définie sur [0 ; +[ (domaine de définition) et dérivable sur ] 0 ; + [ (c'est ça le domaine de dérivabilité) et sa dérivée est g'(x) = \frac{1}{2\sqrt{x}}.

(Les concepts de domaine de définition et de dérivabilité sont importants, je t'invite donc à aller jeter un coup d'œil dans ton cours pour bien les comprendre )

Cela pose un problème car l'exercice nous demande de travailler sur [0 ; +[ mais pas de panique, car on applique pas directement g'(x) mais g'(ax+b).

Vérifions que ax+b est bien dans le domaine de dérivabilité de g.

x appartient à [0 ; +[ donc 0x
donc 07x
donc 27x+2

on a donc 7x+2 qui appartient à ]0 ; +[ (car 7x+2 2 donc strictement positif) donc c'est OK on peut travailler avec x dans [0 ; +[

Ensuite on procède comme précédemment, on a vérifié toutes les hypothèses donc on peut conclure en utilisant la formule du théorème (je rappelle que j'ai renommé la fonction h pour plus de clarté) :

h'(x) = ag'(ax+b) = 7 \times \frac{1}{2\sqrt{7x+2}}

On retombe sur le même résultat que tu m'as donné mais ATTENTION tu as un peu tout mélangé... La fonction g est bien définie par g(x) = \sqrt{x} et non pas g(x) = \sqrt{7x+2}

J'espère avoir été clair ! Bonne soirée

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 21:35

Et il ne faut pas prouver que c'est bien dérivable ?

Posté par
Witaek
re : Exercice variation 28-12-20 à 21:52

De quoi parles-tu quand tu dis "c'est" ?

Si il s'agit de la fonction h : nous avons vérifié toutes les hypothèses du théorème donc on peut l'appliquer.  Ce dernier stipule clairement que "h est dérivable sur I et h'(x) =ag'(ax+b)".

Posté par
lilianmerique
re : Exercice variation 28-12-20 à 22:21

Je te remercie beaucoup, j'ai tout compris. Merci d'avoir pris le temps de m'aider
Bonne soirée

Posté par
Witaek
re : Exercice variation 28-12-20 à 22:36

Ravi d'avoir aidé ! Bonne continuation !



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