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forme canonique

Posté par
Seichan
09-10-11 à 13:18

Bonjour,
Voila j'ai un dm à rendre mais je suis bloqué à un endroit:

On note f la fonction définie sur par f(x)= x^4 -x² +1
a) Montrer que pour tout x, f(x)=(x²-1/2)²+3/4
b) Résoudre l'équation x²-1/2=0

Pour le a, j'ai essayé de mettre la forme développée à la forme canonique mais je ne tombe pas sur le bon résultat à la fin..
Merci d'avance de votre aide

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 09-10-11 à 14:12

Bonjour Seichan

x4 - x²  est le début de x4 - x² + 1/4 , forme développée de (x²-1/2)²

Donc x4 - x² + 1 = (x²-1/2)² -1/4 +1

Posté par
Seichan
re : forme canonique 09-10-11 à 14:25

Ah d'accord j'ai compris, en fait il faut faire l'identité remarquable ^^ Merci!
Par contre pour le b), je ne vois pas comment faire.. parce que si je fais
x²-1/2=0
x²=-1/2
x=(1/2)
ça me paraît un peu simple donc ça m'étonnerait que ce soit bon ^^

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 09-10-11 à 14:57

Attention , Seichan ,

x²-1/2 = 0   ( c'est une différence de carrés )

(x + (1/2)) (x - (1/2)) = 0

Donc 2 solutions ...

Posté par
Seichan
re : forme canonique 09-10-11 à 15:00

ah oui donc en fait x= 1/2 ou x=-1/2 ?

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 09-10-11 à 15:42

Oui , c'est juste , il y a ces 2 solutions

Posté par
Seichan
re : forme canonique 09-10-11 à 15:42

Merci beaucoup )

Posté par
Seichan
re : forme canonique 10-10-11 à 15:34

rebonjour ^^
je suis arrivé un peu plus loin dans le dm mais je bloque encore sur des questions:

Etudier le sens de variation de f sur l'intervalle ]-l'infini; -1/V2], puis sur [-1/V2;0].

j'ai commencé par faire:
soient u, v sur ]-l'infini;-1/V2]tels que u<v<-1/V2
u²>v²
u²-1/2>v²-1/2
(u²-1/2)²<(v²-1/2)²
(u²-1/2)²+3/4<(v²-1/2)²+3/4
f(u)<f(v)
Donc la je trouve que cest croissant alors que normalement d'apres la courbe, la fonction est décroissante. Ensuite, sur l'autre intervalle, la fonction doit être croissante mais je ne voit pas ce qui peut changer entre les deux études de variation car les deux intervalles sont négatifs...

ensuite, il y a une autre question que je n'arrive pas à répondre:

Dans un repère orthonormé , P est la parabole d'équation y=x². On note A le point de coordonnées (0;1) et M le point de P d'abscisse x
En sachant que AM²= x^4-x²+1, exprimer la distance AM en fonction de f(x) (donc je rappelle f(x)=x^4-x²+1 -->forme développée et f(x)=(x²-1/2)²+3/4-->forme canonique). On note u(x) cette distance.

Donc pour cette question j'ai fais:
AM²=f(x)
AM=Vf(x)
  =racine(x^4-x²+1)
u(x) =x²-x+1
Mais je ne suis pas sur..  

Justifier que u(x) est définie sur et donner la distance minimale de AM.

Là, je ne sais pas comment on peut justifier que cest u est définie sur ni comment aboutir à la distance minimale.

Merci beaucoup d'avance

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 10-10-11 à 19:56

Bonsoir Seichan

On va étudier le cas u < v < -1/2

Il s'agit de comparer f(u) et f(v)

f(u) = u4 - u2 + 1
f(v) = v4 - v2 + 1

Pour la comparaison , on étudie le signe de f(u)-f(v)

f(u)-f(v) = u4 - u2 + 1 - v4 + v2 - 1
          = u4 - v4 - (u2-v2)

          = (u²+v²)(u²-v²) - (u²-v²)
          
          = (u²-v²)[(u²+v²) -1]
    
          = (u+v)(u-v)(u²+v²-1)

Ensuite , on détermine le signe de chaque facteur

(u+v) est ......
(u-v) est ......
u² et v² sont tous deux supérieurs à 1/2 car u et v inférieur à -1/2 , donc (u²+v²-1) est .......

On en conclut que f(u) - f(v) est positif , donc f(u) > f(v) , et f est décroissante sur cette partie du domaine

Posté par
Seichan
re : forme canonique 10-10-11 à 20:07

Bonsoir,
je ne comprend pas pourquoi doit-on trouver le signe de chaque facteur pour trouver le sens de variation?

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 10-10-11 à 20:17

Pour la question suivante AM = f(x) ( attention , ce n'est pas x²-x+1 )

Pour le domaine de définition , on peut utiliser la forme canonique ( on pourrait aussi regarder la représentation graphique qui montre une fonction f(x) toujours positive )

f(x) = (x²-1/2)²+3/4  est la somme d'un carré et d'un nombre positif , donc f(x) est positif pour tout x . Ainsi , on peut toujours calculer sa racine et u est définie sur tout


La distance minimale sera obtenue quand f(x) est minimal . Utilise la forme canonique pour conclure

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 10-10-11 à 20:28

Le signe de f(u)-f(v) va indiquer si f(u) est supérieur ou inférieur à f(v)

On a choisi u < v  , alors

Si f(u) < f(v) , la fonction est croissante
Si f(u) > f(v) , la fonction est décroissante

forme canonique

Posté par
Seichan
re : forme canonique 10-10-11 à 20:31

D'accord merci
donc pour l'autre intervalle, il faut aussi faire f(u)-f(v)?

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 10-10-11 à 20:34

Oui , tu auras un changement au niveau du signe de (u²+v²-1)

Posté par
Seichan
re : forme canonique 10-10-11 à 20:35

D'accord j'ai compris merci!
Par contre pour exprimer la distance AM en fonction de f(x), il suffit de dire que AM=f(x) ?

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 10-10-11 à 20:47

Oui , on ne peut pas écrire une forme plus simple

Posté par
Seichan
re : forme canonique 10-10-11 à 21:03

D'accord
mais pour le minimum, je viens de voir que pour le trouver, c'est -b/2a
donc là, elle atteint son minimum en x²?

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 10-10-11 à 21:11

Le minimum de u sera obtenu quand f est minimale , donc quand f(x)=(x²-1/2)²+3/4 est minimale

Cette quantité est minimale pour (x²-1/2)²= 0 , donc quand x²-1/2 = 0 ( équation déjà résolue en b)

Posté par
Seichan
re : forme canonique 10-10-11 à 21:12

Ah merci beaucoup

Posté par
Elisabeth67
re : forme canonique 10-10-11 à 21:21

Voici l'illustration de ton exercice

forme canonique



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