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Niveau terminale
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Fonctions et dérivées

Posté par
clembarca
02-10-13 à 10:42

Bonjour, j'ai un exercice à faire pour Lundi et je n'y arrive mais alors pas du tout.

Soit g la fonction définie sur [-3 ; 3] par g(x)= 10x/x2+1 et Cg sa courbe représentative dans un repère orthogonal.

Partie A

1) Déterminer g'(x)
Si j'ai bien dérivé,  g'(x) devrait être : 10/(x2+1)2.
C'est après que cela se gâte.

2) Etudier son signe et dresser le tableau de variation de g sur [-3 ; 3]. On complétera le tableau au maximum.
Comment étudier le signe ?

3) A l'aide du tableau de variation de g, donner le nombre de points d'intersection entre la courbe Cg représentant g et la droite (d)d'équation y=3

4)a) Résoudre l'équation 3x2-10x+3=0
b)En déduire les solutions de l'équation g(x)=3
c) Determiner la valeur exacte des coordonnées des points d'intersection de la courbe Cg et de la droite (d)

5)a) Déterminer une équation de la tangente T à la courbe Cg au point d'abscisse 0.
b) Déterminer le signe de g(x)-10x
c En déduire la position de la courbe Cg par rapport à la droite T.

Partie B

On donne l'expression de g"(x) :
g"(x)= 20x(x2-3)/(x2+1)3

1) Résoudre l'équation g"(x)=0
2) Etablir le tableau de signe de g"(x) sur [-3 ; 3]
3) Déterminer les coordonnées des éventuels points d'inflexion de Cg



Moi qui suis pas mauvais en maths, je n'ai strictement rien compris à ce chapitre.

Merci d'avance pour votre aide

Posté par
pgeod
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 10:53


1/ Déterminer g'(x)

g(x)= 10x/(x²+1)

g est de la forme u/v --> dérivée (u'v - v'u) / v²

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 10:57

donc ma première réponse est bonne.

Après pour le reste je n'ai pas d'idée et cela fait bientot deux heures que je cherche

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 10:57

Bonjour

le calcul de la dérivée  est faux

\left(\dfrac{u}{v}\right)^\prime=\dfrac{u'v-uv'}{v^2}

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 11:20

Pourquoi est-il faux ?

J'ai fait ce qu'il fallait il me semble

g'(x)= 10(x2+1)-x(10x)
     = 10x2+10-10x2/(x2+1)
     = 10/(x2+1)2

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 11:32

il me semble que si f\, x\mapsto x^2 sa fonction dérivée était f'\ x\mapsto 2x

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 11:45

Quelqu'un pourrait-il m'aider pour la question 2 s'il vous plait ?

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 11:57

quelle est alors la fonction dérivée ? pour étudier  son signe il faut bien qu'elle soit  définie correctement

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 11:59

Je suis sur que la fonction dérivée est : 10/(x2+1)2.

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 12:10

f(x)=\dfrac{10x}{x^2+1}

u(x)=10x \quad u'(x)=10 \qquad v(x)=x^2+1 \quad v'(x)=2x

 \large f'(x)=\dfrac{10(x^2+1)-2x(10x)}{(x^2+1)^2}=\dfrac{10x^2+10-20x^2}{(x^2+1)^2}=\dfrac{-10x^2+10}{(x^2+1)^2}

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 12:15

oui exact merci beaucoup hekla.

J'avais totalement oublié.

Maintenant cela te dérangerai de m'aider pour la question 2

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 12:23

comme je l'ai écrit plus haut il fallait bien avoir le bon texte

le dénominateur n'a aucun intérêt il est toujours strictement positif

on va donc s'intéresser au signe de -10x^2+10 que l'on va factoriser en commençant par -10

continuez la factorisation en des facteurs de degré au plus 1 et faites un tableau de signes

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 12:32

Je n'ai pas bien saisi ce que voue venez de me dire... Pourriez-vous être plus clair ?

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 12:36

je vous ai demandé de factoriser -10x^2+10

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 12:53

ah d'accord.

b2-4ac

Donc ça fait:
02-4x-10x10
donc 400

2solutions
-b2+400/2x10

-b2-400/2*10

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 13:00

un peu lourd et qu'est-ce que -b2?  il faut aussi simplifier
ce n'est pas encore  la factorisation

-10(x^2-1)

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 13:15

Bah je calcule le dscriminant c'est logique.
Après je simplifie mais je n'avais pas la calculette à portée de main.

Posté par
pgeod
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 13:18

c'est vrai que de tête, ou même à la main, 400 est très difficile à calculer.

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 13:43

cela me donne le tableau de signes suivant


x      -3    -2       2      3
g'(x)     -   0   +   0   -  

Est-ce correct si oui que dois-je faire à la 3 ?

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 13:54

D'où viennent -2 et 2 ?

-10(x^2-1)=-10(x-1)(x+1)

Fonctions et dérivées

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 13:58


toujours pour la question 2
maintenant vous devez dresser le tableau de  variation de g
et pour qu'il soit complet calculer g(-3),\ g(-1)\ g(1)\  g(3)

question 3  appliquez le théorème des valeurs intermédiaires

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 14:08

-2 et 2 viennent du calcul du discriminant qui est de 400, on calcule donc ensuite ses 2 solutions qui me donnent -2 et 2.
Pour la question 3 je n'été pas la quand le théorème a été fait. du coup je ne comprend pas grand-chose

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 14:11

\dfrac{\sqrt{400}}{20}=\dfrac{20}{20}=1

mais d'abord le tableau de variation de g

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 14:21

désolé erreur de calcul.

Par contre pour le tableau de variation, notre prof ne nous a jamais dit et même jamais parlé de calculer g(3) etc...mais de donner le sens de la courbe:

(exemple: D pour descendante A pour ascendante pour la courbe)

x      -3   -1      2    3
g'x       -  0   +  0  -
g(x)      D      A      D


Donc je n'aimerais pas risquer des points pour cela donc si sa vous dérange pas pouvons nous passer à la 3 ?

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 14:31

Citation :
On complétera le tableau au maximum.
donc c'est à faire

en plus on en a besoin pour répondre à la question 3

soit f une fonction définie et dérivable sur [a~;~b] telle que sur ]a~;~b[\  f'(x)>0 \ (resp <0) alors f est strictement croissante (resp décroissante ) et pour tout

c\in[f(a)~;~f(b)] il existe un unique \alpha \in[a~;~b] tel que f(\alpha)=c

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 14:45

Je n'ai mais alors absolument rien compris.

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 15:03

j'ai rappelé le th des valeurs intermédiaires  pour vous montrer qu'on a bien besoin des valeurs g(-3)\  g(-1)\  g(1)\  g(3)

3 appartient-il à [g(-1)~;g(-3}~] si oui il y aura une solution unique à l'équation g(x)=3 dans l'intervalle [-3~;~-1]

3 appartient-il à [g(-1)~;g(1}~] si oui il y aura une solution unique à l'équation g(x)=3 dans l'intervalle [-1~;~1]

3 appartient-il à [g(3)~;g(1}~] si oui il y aura une solution unique à l'équation g(x)=3 dans l'intervalle [1~;~3]

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 15:14

Merci. Mais nous avons sauté la question 3 sur les points d'intersection

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 15:26

absolument pas
ce que j'ai écrit dans le message précédent était pour répondre à cette question

Fonctions et dérivées

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 15:34

Ok donc je peux mnt répondre à la 3 et a la 4b. Mais la 4a si j'ai bien compris, il faut dérivé mais après je c pas quoi faire

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 15:45

pourquoi voulez-vous dériver?

4 a) résolution d'une équation du second degré  \Delta et la suite

4b) quelle relation entre l'équation écrite en 4 a) et g(x)=3

4c) reprise des résultats de 4 a)

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 15:48

mais si j'ai bien calculé, le discriminant n'est pas égal à 0

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 16:11

absolument quelles sont les racines ?

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 16:22

bah cela fait

b2-4ac
-102-4x3x3
-100-36
-136

Donc aucune racine

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 16:27

(-10)^2=100

on vous demande  de montrer que résoudre cette équation revient à résoudre g(x)=3
vous avez le graphique
vous pouvez constater qu'il y a bien des solutions  par conséquent \Delta>0

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 16:38

oui il yen a 2 . je les ferais demain j'en ai un peu marre là.

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 02-10-13 à 16:39

sans problème

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 11:55

je viens de répondre à la 4a) qui nous donne 2 racines: 1/3 et 3. Faut-il donc que je fasse un petit tableau de variation afin de répondre la 4b)... ou la 4a n'est-elle pas fini ?

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 12:00

Pour la 4b), si j'ai bien compris, je dois mettre :

L'équation g(x)=3 admet une seule solution dans l'intervalle [ -3 ; 3].

Pour la 4c), je mets :

Les coordonnées des points d'intersection sont : [1/3 ; 3] et [3 ; 3] Est-ce exact ?

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 12:18

4 a vous résolvez l'équation et vous donnz l'ensemble de solutions de cette équation et c'est tout

pour la 4 b il vous faut montrer que résoudre 3x^2-10x+3=0 revient à résoudre g(x)=3 autrement dit que l'on passe de l'une à l'autre par des équivalences ensuite vous pourrez donner les solutions de l'équation

en 4c  vous donner les coordonnées des points d'intersection  
cela fait beaucoup de questions identiques

sur [-3~;~3] il y a 2 solutions
4c) oui mais ce sont des parenthèses et non des crochets

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 17:35

excusez moi mais je n'ai pas bien compris la 4b).

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 19:11

4b   vous avez en déduire  donc il faut bien montrer que résoudre  g(x)=3 est équivalent à résoudre 3x^2-10x+3=0

\dfrac{10x}{x^2+1}=3 \iff  10x=3x^2+3 je vous laisse terminer

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 19:34

cela fait : 3(x2 + 3) ?

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 19:59

non il suffisait  de tout  regrouper et on obtenait bien l'équation de la question 4 a)

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 20:53

c'est à dire regrouper tout ? Je suis désolé si je comprend pas

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 21:06

si 10x= 3x^2+3 en regroupant dans le second membre on a bien 0=3x^2+3-10x ou 3x^2-10x+3=0

on a bien ce que l'on voulait  résoudre l'équation ou résoudre g(x)=3 c'est équivalent

on peut donc donner les solutions de l'équation g(x)=3

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 21:11

Donc je récapitule:

4a) On donne les racines de 3x2-10x+3
4b) Les solutions de l'équation g(x)=3 sont 10x/x2+1
4c) On donne juste les coordonnées

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 21:17

4a on résout 3x^2-10x+3=0

4 b) on montre que résoudre g(x)=3  c'est résoudre 3x^2-10x+3=0 (19:11 et 21 :06) donc mêmes solutions et on les donne

4c) on donne les coordonnées des points d'intersection après avoir dit que trouver les abscisses des points d'intersection c'était résoudre g(x)=3

Posté par
clembarca
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 21:33

Pour la question 5 je ne pense pas la faire aujourd'hui.

Je compte sur toi pour demain hekla pour continuer à m'aider ^^.


Merci

Posté par
hekla
re : Fonctions et dérivées 03-10-13 à 21:53

d'accord

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