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Niveau Maths sup
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fonction d'une variable réelle

Posté par
losyl
29-10-16 à 17:44

Bonjours à tous, désolé de déranger cependant j'ai commencé un exercice et je bloque à une certaine question, cela peut être tout bête mais pas moyen d'avoir la petit étincelle. Cette  exercice découle des réponses précédentes, pour cela je vais vous noter tout ce que j'ai pu faire afin de voir si je ne suis pas déjà trompé .
Je limite la rédaction afin d'éviter une surcharge.

Je vous remercie d'avance pour ceux qui prendrons le temps de m'aider.

Partie A:
Considérons la fonction g définie par g(x)= arccos(x)+arccos(-x)

1. Déterminer le domaine de définition D de g
2. Montrer que xD,g'(x)=0
3. En déduire que xD,g(x)=

Partie B:
Considérons la fonction f définie par f(x)= cos(arccos(x))

1. Déterminer le domaine de définition de f
2. Calculer l'image de 0 puis de 1 par f
3. Etudier la parité de f
4. Etudier la continuité de f
5. justifier que f est dérivable pour x]-1;1[ puis que x,f'(x)= 2sin(2arccos(x)) / 1-x2
6.Montrer que x]-1;1[, f'(x)=4x
7. En déduire que x]-1;1[, f(x)=2x2-1
8. Qu'en est_il de la dérivabilité en + ou -1 ?
9. Re trouver cette forme simplifier de f(x) en utilisant une formule de duplication

Alors voici mes réponses :
Partie A:

1.  g(x)= arccos(x)+arccos(-x)

Dg=[-1;1] car la fonction arccos est définie sur cette intervalle , en dehors elle n'existe pas.

2.
g(x)= arccos(x)+arccos(-x)
g'(x)= -1/1-x2 +(-1)*(-1/1-(-x)2
g'(x)= -1/1-x2-1/1-x2
g'(x)=0

Donc g(x) est constante sur [-1;1]

3. Remplaçons x par 0
g(0)= arccos(0)+arccos(0) = 2arccos(0) = 2*(/2) =

Doncx[-1;1], arccos(x)+arccos(-x)=

Partie B:
1. cos est définie sur
arccos est définie sur [-1;1]
Donc Df est définie sur [-1;1]

2. Replaçons x par 0 puis 1 dans f(x)
On obtient donc:
f(0)= cos(arccos(0))
f(0)=cos()
f(0)=-1

f(1)=cos(arccos(1))
f(1)=cos(0)
f(1)=1

3. Cf est centré en 0.
Etudions la parité en 2 étapes:
A)Nommons cos(x)=v(x). remplaçons x par -x dans v(x)
v(-x)=cos(-x)
v(-x)=cos(x)
donc cos est pair
b) Nommons 2arccos(x)=u(x)
u(-x)=2arccos(-x)
Donc 2arccos(x) n'a aucune parité

Par produit on peut dire que la parité de f(x) n'en a aucune

4. cos est continue sur , arccos est continue sur [-1;1] donc par produit f(x) est continue sur [-1;1]

5. cos est dérivable sur , arccos est dérivable sur ]-1;1[ donc f(x) est dérivable sur ]-1;1[

f(x)=cos(2arccos(x))
Et là je bloque je me demande si on a une forme U*V ou (U0V)'(x)
                                              

Posté par
carpediem
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 17:56

salut

2/ ça vaut combien arccos 0 ?

3/ ce n'est pas un produit mais une composée ...

4/ idem

5/ idem

...

Posté par
luzak
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 18:00

Entre l'énoncé et tes réponses il y a un 2 supplémentaire. Je pense que tu as f(x)= \cos(2\arccos(x)) ?

Ta réponse à 3. donc cos est pair, sans aucun intérêt : d'ailleurs tu ne le démontres pas.
Ta fonction f n'est pas un produit mais une composée de la fonction x\mapsto2\arccos x et de y\mapsto \cos y.
f est donc définie sur [-1,1] puisque la fonction cosinus est définie partout.

Pour la parité tu dois comparer f(x)=\cos(2\arccos(x)) et f(-x)=\cos(2\arccos(-x)). Rien à voir avec ce que tu dis. Il faut utiliser la relation obtenue dans A.

Le calcul de f' est celui de la dérivée d'une composée de fonctions : voir ton cours.

Posté par
losyl
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 18:26

oui exactement arccos (0)=/2

Pour le reste exactement sait composé et non pas produit. Donc si la question 5 est un composé, la dérivé est U*V ?
Donc on aura :

f'(x)= U'V+UV'
f'(x)= -sin*(2arccos(x))+cos*((-2)/1-x2
f'(x)=-2sin(arccos(x))+cos*((-2)/1-x2

je suis sur la bonne voix ou à coté ?

Posté par
luzak
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 18:29

Complètement à côté. Je te dis (et tu le répètes) que ce n'est pas un produit et tu proposes la formule de dérivation du produit uv. Un peu de réflexion !

Il y a dans ton cours des hypothèses et une méthode pour dériver u\circ v.

Posté par
luzak
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 18:32

Et tu n'as pas non plus compris qu'il fallait comparer les images de x et -x. Ta réponse avec \arccos0 est sans intérêt.

Posté par
losyl
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 18:47

f(0)=cos(arccos(0))
f(0)=cos(/2)
f(0)=0

Pour la question 5 :
(U0V)'(x) donc ici on obtient :

g'(x)*f'(g(x))
(2arccos(x))'*(cos'(2arccos(x))
(-2/1-x2)*(-sin(2arccos(x))
on retombe donc bien sur (2sin(2arccos(x))/1-x2)

Posté par
luzak
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 18:53

on retombe(sic) bien en effet : c'est donc gagné pour la dérivée .

Mais pour la parité,  tu pourrais faire l'effort d'écrire :
\cos(2\arccos(-x))=\cos(2(\pi-\arccos x)) et je te laisse terminer.

Posté par
losyl
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 19:07

euh, oui je vient de comprendre l'utilité de la Partie A ici.
Cela donnerai ?

cos(2 arccos(-x)) = cos(2(- arccos(x)) = cos( 2-2 arccos(x)) = cos(-2 arccos(x)) [2]
La fonction est donc ni pair, ni impaire car f(x) -f(x) ou f(x)=f(x)

Posté par
luzak
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 19:34

Mais tu les accumules !
Quel niveau faut-il pour savoir que \cos(2\pi-a)=\cos a ?
Donc ta fonction est paire.

Posté par
losyl
re : fonction d'une variable réelle 29-10-16 à 20:06

effectivement...



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