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Niveau seconde
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fonctions

Posté par
Sandra0711
19-04-22 à 13:42

Bonjour,
Je suis nouvelle, je me suis inscrite car cette année je suis perdue en math et je dois absolument monter ma moyenne ce trimestre pour mon orientation.
J'ai un Devoir de 3 exercices sur les fonctions dont voici le sujet:

Comparaison  de 1/x , 1/x2 et 1/x3 pour x>0.
Soit la fonctions de f, g et h defini sur ]0 ; + infini[ par : f(x) = 1/x ; g(x) = 1/ x2 ; h(x) = 1/x3

1. On a représenté ci- dessous les courbes représentative de f, g et h.

Après avoir repéré les courbes des fonctions  f, g et h, conjectures la Comparaison  des réels 1/x , 1/x2 et 1/x3 selon la valeur de x>0.

2. a. Soit un réel x> ou = 1. Comparer x, x2 et x3.

b. En deduirela Comparaison des réel 1/x , 1/x2 et 1/x3.

3. Démontrer la Comparaison des réels 1/x ,  1/x2 et 1/x3 dans le cas où 0 < x< ou égal à 1.

fonctions

Merci pour votre aide.
Sandra

Posté par
jean3
re : fonctions 19-04-22 à 14:16

Bonjour
Quand x\rightarrow +\infty   conparer le "rapprochement"
des courbes vers l'axe des x

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 19-04-22 à 14:35

Bonjour,
Pourriez vous m'expliquer plus en détail ?
Merci

Posté par
carpediem
re : fonctions 19-04-22 à 14:38

salut

en seconde parler de x --> +oo n'est guère pertinent ...

0/ qu'as-tu fait pour l'instant ?

1/ pour associer chaque fonction à chaque courbe tu peux par exemple (prendre x = 2 et) calculer f(2), g(2) et h(2) ... pour voir ...

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 19-04-22 à 14:47

Bonjour carpediem,

Je ne sais pas si c'est pertinent ou non mais ce que je sais c'est que depuis que je suis en seconde les maths c'est la folie, les devoirs sont hyper complexe et ma professeur est une professeur de mathématiques spécialisé....

Pour l'instant je n'ai pas avancé Je suis bloquée c'est du chinois pour moi.

Posté par
jean3
re : fonctions 19-04-22 à 14:58

Donne à x la valeur 10 calcule x^{2}  puis x^{3}

ensuite calcule \frac{1}{x}\; puis\; \frac{1}{x^{2}}\; et\; enfin\; \frac{1}{x^{3}}

Utilise ta calculatrice si nécessaire

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 19-04-22 à 15:59

Alors pour la 1ère question voilà ce que nous avons trouvé avec mon amie :

Lorsque 0<x<1, on peut conjecturer que 1/x< 1/x2<1/x3

Posté par
jean3
re : fonctions 19-04-22 à 17:14

Bonne conjecture.
Peux-tu le vérifier sur les courbes en traçant une parallèle à l'axe des ordonnées qui couperait par exemple l'axe des abscises en 0,5.

Avez-vous une conjecture pour x>1,

Sur vos courbes que se passe-t-il pour x=1?

Posté par
jean3
re : fonctions 19-04-22 à 17:59

Si vous avez un ordinateur sous windows vous pouvez tracez vos courbes en différentes couleurs avec l'application calculatrice.

fonctions

Posté par
jean3
re : fonctions 19-04-22 à 18:06

En bleu vous avez \frac{1}{x}

En vert vous avez\frac{1}{x^{2}}

En rouge vous avez \frac{1}{x^{3}}

Comparez la position des courbes avec deux verticales bien choisies

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 19-04-22 à 18:54

Merci pour le graphique en couleur qui est plus lisible.

Pour la 2 a.  On a trouvé
Soit x <1 alors : 1<x<x2<x3

2b. On peut en conclure que notre conjecture était bonne pour x>1

Posté par
jean3
re : fonctions 19-04-22 à 19:08

Pour x\geq 1 la position des courbes "s'inverse" par rapport à 0<x<1:
\frac{1}x{} en bleu est au dessus de \frac{1}{x^{2}}
en vert

Posté par
jean3
re : fonctions 19-04-22 à 19:21

suite du texte:

et \frac{1}{x^{2}} est au dessus de \frac{1}{x^{3}} en rouge.

J'espère que vous avez bien vue que le point de coordonnée (1,1) est le point "d'inversion" des courbes.
Donc pour x>1 on a:\frac{1}{x}\; >\; \frac{1}{x^{2}}\;> \frac{1}{x^{3}}
bleu au dessus de vert et vert au dessus de rouge.

Après une bonne nuit de sommeil cela devrait vous paraître plus clair

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 19-04-22 à 21:19

Oui effectivement cela s'inverse.
Du coup notre réponse n'est pas bonne...
Je reprendrai demain

Merci. Bonne soirée

Posté par
jean3
re : fonctions 20-04-22 à 10:59

Pour  x<1  prenons par exemple  x=0,1

on a:  x^{2}=0,01\; \; et \; \; x^{3}=0,001

d'où  \frac{1}{x}=10\; \; \; \frac{1}{x^{2}}=100\; \; et \; \; \frac{1}{x^{3}}=1000

Pour x>1 prenons par exemple x=10

On a   x^{2}=100\; \; et\; \; x^{3}=1000

d'où  \frac{1}{x}=0,1\; \; \; \frac{1}{x^{2}}=0,01\; \; et\; \; \frac{1}{x^{3}}=0,001

D'autre part ne pas confondre opposé et inverse:

l'opposé de 10 est -10

l'inverse de 10 est \frac{1}{10}=0,1

Plus un nombre est grand plus son inverse est petit et réciproquement

C'est ce qu'on vous demande de constater sur vos 3 courbes

Posté par
jean3
re : fonctions 20-04-22 à 11:38

Conclusion:
j'ai tracé en bleu clair une "verticale" pour x<1 et en jaune une verticale pour x>1.

Vous constatez que les points d'intersection "s'inverse".

fonctions

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 21-04-22 à 11:22

Bonjour,

Merci pour toutes ses explications.
Je pense avoir terminé mon devoir :

Je vous l'envoie pour vérification :

1. Lorsque 0 < x<1 on peut conjecturer que 1/x<1/x2<1/x3

2a. Pour un réel x> ou égal à 1  la position des courbes s'inverse aux points de coordonnées (1;1) donc x>x2>x3.

B. Donc pour x> ou égal à 1 on a 1/x > 1/x2> 1/x3

3. Pour 0<x< ou égal à 1 c'est l'inverse de x> ou égal à 1 donc 1/x<1/x2<1/x3.
( ce qui rejoint notre conjecture du depart)

Posté par
malou Webmaster
re : fonctions 21-04-22 à 11:29

Bonjour

en l'absence de jean3 qui reprend la main dès qu'il veut

la question 1, c'est une conjecture, mais pas les questions suivantes ! donc dans la question 2, tu dois démontrer...

pour comparer x et x², tu peux par exemple évaluer la différence et en étudier le signe
ou bien
tu pars de x 1
as-tu le droit de multiplier les deux membres par x ? oui, non, pourquoi ?
et tu conclus

Posté par
jean3
re : fonctions 21-04-22 à 11:42

En effet le devoir n'est pas terminé. Mais je pense que c'est moins du "chinois" pour toi.
Regarde les règles de calcul avec les inégalités (multiplier les deux membres par un nombre négatif, prendre l'inverse des deux menbres,etc...)

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 21-04-22 à 11:51

A quel moment du devoir je fais fausse route?

Posté par
jean3
re : fonctions 21-04-22 à 11:52

suite:
Par exemple si x>1 peut montrer que   \frac{1}{x}>\frac{1}{x^{2}}

Posté par
jean3
re : fonctions 21-04-22 à 13:09

Pour les questions 2b  et 3 on demande de montrer

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 21-04-22 à 13:17

Si x > ou égal 1 alors x € [1, + infini[
Alors x2(1-x)< ou égal 0
Donc x2-x3×x< ou égal 0
Donc x2-x3< ou égal 0
Donc x2<ou égal x3

Posté par
jean3
re : fonctions 21-04-22 à 13:44

le cas x=1 est évident

si x>1 ,   x^{2}-x=x(x-1)
x>0  et x>1 entraîne x(x-1)>0   donc x^{2}-x>0\; \; donc \; x^{2}>x
même démarche avec x^{3}-x^{2}


Posté par
jean3
re : fonctions 21-04-22 à 13:52

Autre exemple(mais je pense que tu dois avoir des soucis avec les démonstration)

Pour x>1 \frac{1}{x}-\frac{1}{x^{2}}=\frac{x}{x^{2}}-\frac{1}{x^{2}}=\frac{x-1}{x^{2}}

\frac{x-1}{x^{2}}>0\; donc\; \; \; \frac{1}{x}>\frac{1}{x^{2}}

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 21-04-22 à 17:22

Si x> 0 , x3-x = x2(x-1)
X2>0 et x2 >1
Donc x2(x-1)>0
Donc x3>x2  

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 22-04-22 à 10:42

Bonjour,
Est ce c'est ça !?

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 22-04-22 à 12:08

Finalement je crois que c'est faux , j'ai refait la comparaison :

Donc pour x=1
X²=1²=1
X³=1³=1
Donc x=x²=x³

Pour x>1 compris entre ]1+infini[

1x < xx
X<x2

Et xx<x²x
x²<x³

Donc 1<x<x²<x³

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 22-04-22 à 13:53

Pour la 2b.

Du coup comme il s'agit de l'inverse j'en déduit que:

Si x<x²<x³ alors 1/x>1/x²>1/x³

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 08:47

Bonjour,
Mes réponses sont elles bonne?

Posté par
hekla
re : fonctions 23-04-22 à 11:30

Je ne sais pas trop ce qu'il voulait faire.

Comparons x, x^2, x^3

pour comparer deux nombres, on étudie le signe de la différence
commençons par comparer x et x^2

 x^2-x=x(x-1) on étudie le signe et comme c'est positif puisque x\geqslant 1

on sait lequel est le plus grand

on recommence avec x^2 et x^3

à la fin, on a donc montré que 1\leqslant x\leqslant x^2\leqslant x^3

la fonction inverse étant une fonction décroissante sur  [1~;~+\infty[  on a les inégalités suivantes

Question 3 on reprend le tout avec cette fois 0<x\leqslant 1

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 11:45

Ca donne le même résultat que j'ai fait plus haut non?
Pour les égalité c'est bon?

Posté par
hekla
re : fonctions 23-04-22 à 11:55

Il est bien évident que l'on doit trouver le même résultat.

Vous ne justifiez pas vos inégalités  1\times x<x\times x Pourquoi ?

Il ne sert à rien de considérer l'inégalité stricte, alors que l'on a la même chose avec l'inégalité large.

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 12:05

Oui je sais mon problème c'est les démonstration

Posté par
hekla
re : fonctions 23-04-22 à 12:07

C'est normal, il y en a de moins en moins.

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 12:26

Donc pour comparer x,x²et x³

Soit x1
x²-x = x(x-1)
          = x²-x>0
Donc x²>x

X²-x³=x²(x-1)
           = x³-x²>0
Donc x³>x²

Conclusion 1x

La fonction inverse étant une fonction décroissante en [1; +[ je peux en deduire que 1/x1/x²1/x³

Posté par
hekla
re : fonctions 23-04-22 à 12:34

x^2-x=x(x-1)  donc x^2-x\geqslant 0 comme produit de deux réels positifs

Ne pas oublier de justifier à chaque fois.

L'inégalité est large. Vous avez écrit x\geqslant 1

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 12:49

Sandra0711 @ 23-04-2022 à 12:26

Donc pour comparer x,x²et x³

Soit x1
x²-x = x(x-1)
          = x²-x>1
Donc x²>x

X²-x³=x²(x-1)
           = x³-x²>1
Donc x³>x²

Conclusion 1x

La fonction inverse étant une fonction décroissante en [1; +[ je peux en deduire que 1/x1/x²1/x³

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 12:50

Oups mauvaise manip

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 13:03

Il faut que je remplace >0 par 1

Justifier?

Posté par
hekla
re : fonctions 23-04-22 à 13:08

Pour comparer x,\  x² \ $et $  x^3

Soit x\geqslant 1
x^2-x = x(x-1)
          = x²-x\geqslant 0 # pour x=1\  x^2-x>1 est fausse puisque c'est égal à 0,
ajoutez comme produit de réels positifs
Donc x^2>x   # ici aussi  \geqslant

x^3-x^2=x²(x-1) # erreur au départ dans les puissances
           = x^3-x^2>1 #  même remarque  pour 1 on a l'égalité
Donc x^3 >x ^2 # ici aussi \geqslant

Conclusion 1\leqslant x\leqslant x^2\leqslant x^3

La fonction inverse étant une fonction décroissante en sur [1; +\infty[ je peux en déduire que  \dfrac{1}{x}\geqslant \dfrac{1}{x^2}\geqslant \dfrac{1}{x^3}

Ce qui suit # sont des commentaires

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 13:42

Ah d'accord !

Pour la 3 ce n'est pas les mêmes  modes de calculs de l'inverse ?

Posté par
hekla
re : fonctions 23-04-22 à 13:57

Vous pouvez faire le même raisonnement

signe de \dfrac{1}{x}-\dfrac{1}{x^2}

positif le premier nommé est le plus grand

négatif  le premier nommé est le plus petit

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 14:01

Pour le 1er :

1/x - 1/x² = x/x²' 1/x² = x-1/x²= x-1/x²0 donc 1/x1/x²

Posté par
hekla
re : fonctions 23-04-22 à 14:26

Il ne faut pas oublier les parenthèses

\dfrac{1}{x}-\dfrac{1}{x^2}=\dfrac{x-1}{x^2}

 0<x\leqslant 1\   $donc $  \dfrac{1}{x}\leqslant \dfrac{1}{x^2}

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 14:44

Les parenthèse ?

Posté par
hekla
re : fonctions 23-04-22 à 14:49

oui, vous avez écrit x-1/x²  on aurait dû avoir (x-1)/x^2

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 14:59

Oups j'ai du les oublier dans mon cours aussi alors

Posté par
hekla
re : fonctions 23-04-22 à 15:11

x-1/x^2 se lit normalement  x-\dfrac{1}{x^2} priorité des opérations

Si vous l'avez écrit sous forme de fractions les parenthèses ne sont pas utiles

\dfrac{x-1}{x^2} On constate bien que le x est aussi divisé par x^2

Posté par
Sandra0711
re : fonctions 23-04-22 à 15:13

Pour le 2ème :

1/x³- 1/x²= x³/x²-x²/x³=(x³-x²)/(x³-x²)

Donc pour 0x1 on  a 1/x³1/x²

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