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Généralité sur les fonctions numériques

Posté par
bouchaib
02-12-24 à 16:20

Bonjour,

  Exercice :
Soit  f(x)=2x+\sqrt {4x^2+4x+5}, une fonction numérique .

  1/ Montrer que Df=R, puis calculer f(- 1/2),
2/ a/ Montrer que f(x)-1,
    b/f admet-elle une valeur minimale sur R?
3 / Montrer que f est majorée par 1 sur I=]-; - 1/2].
Réponses :
  Df=R car 2x est un monôme donc son domaine est R.
D'autre part : le radicande est toujours positif pour tout x de R en passant par le discriminant du trinôme de seconde degré, il est négatif et le coefficient 4 est positif donc son domaine est R.
2. a) f(x)-(-1)= 2x +1+\sqrt{4x^2+4x+5}. Pour étudier son signe sur R, j'ai procédé comme suit :

  On a : \sqrt{(2x+1)^2}=|2x+1|,
Si c'est négative j'aurais -(2x+1) en supprimant la v.absolue +(2x+1) nous aurons un résultat nul.
Et comme : \sqrt {(2x+1)^2}\leq \sqrt{4x^2+4x+1+4} donc f(x)-1.
Je voudrais savoir surtout si cette réponse 2)a. Est correcte ou il y a plus facile.
Merci par avance

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 16:37

Pardon .

Pour 2-b) f n'admet pas de valeur minimale car elle somme de fonction linéaire et fonction racine carrée.
J'ai eu des soucis avec cette question aussi.
Merci encore.

Posté par
sanantonio312
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 16:39

Bonjour,
Je ne comprends pas bien la démarche.
J'aurais plutôt écrit

Posté par
sanantonio312
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 16:40

Oups
\sqrt {4x^2+4x+5}=\sqrt {4x^2(1+\frac{1}{x}+\frac{5}{4x^2})}=2x\sqrt {1+\frac{1}{x}+\frac{5}{4x^2}}
J'avais oublié d'insérer le Latex

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 16:41

Merci.

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 16:46

Merci.  Mais je ne comprends pas comment je vais en déduire que le résultat est positif à la fin : f(x)-(-1).
Pardon.

Posté par
sanantonio312
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 16:52

Pour la 2b, je ne pense pas que ta justification suffise
J'aurais plutôt attaqué avec la dérivée

Posté par
sanantonio312
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 16:55

Citation :
e ne comprends pas comment je vais en déduire que le résultat est positif à la fin : f(x)-(-1).
Tu as raison, je me suis emballé

Posté par
sanantonio312
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 17:02

Ne faut-il pas faire l'étude complète de la fonction?
C'est un peu bourrin, ma ça doit marcher. Non?

Posté par
verdurin
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 20:25

Bonsoir,
4x^2+4x+5=(2x+1)^2+4 comme tu l'as remarqué.
On a donc bien f(x)+1\geqslant 2x+1+\lvert 2x+1\rvert\geqslant 0.
Je crois que c'est la meilleure méthode.

Pour la question 2b ta justification est insuffisante.

On a f(x)=-1 + (2x+1)+\lvert 2x+1\rvert\sqrt{1+\frac4{(2x+1)^2}}

Ce qui permet de voir que \lim_{x\to-\infty}f(x)=-1 et que \forall x\in \R\ f(x)>-1.
D'où la conclusion.

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 21:43

Merci beaucoup .

Posté par
verdurin
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 21:45

Service

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 22:55

Pourquoi ne pas passer par le raisonnement par l'absurde pour prouver  que pour tout x de R  f n'a pas de valeur minimale.
   Supposons  que  m est cette valeur minimale
i.e :  (\exists m \in R ) (\forall x\in R) ; f(x)=m

Posté par
verdurin
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 23:26

Quand tu écris (\exists m \in R ) (\forall x\in R) ; f(x)=m tu écris que la fonction f est constante et égale à m.
Dire que f admet une valeur minimale peut s'écrire :
\exists x_0\in\R  \forall x \in\R  f(x)\geqslant f(x_0)
la négation est :
\forall x_0\in\R  \exists x \in\R  f(x)< f(x_0)

Posté par
verdurin
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 23:52

Une image :
Généralité sur les fonctions numériques
On voit que la fonction ( en bleu ) est au dessus de la droite y=-1 ( en rouge ) mais qu'elle n'a pas de minimum.

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 02-12-24 à 23:58

Merci . Au temps pour moi.

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 03-12-24 à 00:50

Et si on veut faire simple :
Supposons que  f prend une valeur minimale au point (x0 ; -1) i.e : f(x)  >= f(x0).
Signifie que  :

\sqrt{4x^2+4x+5}=-(2x+1)  
 \\ 
 \\ ceci   ne   peut   exister   que    si,
 \\   
 \\  x\in ]-\infty; -1/2].        

(Car  \forall a\geq 0 , \sqrt a \geq 0)

Dans cette condition : on élève au carré et on obtient   4x^2+4x+5=4x^2+4x+1
C'est équivaut  à  5=4 , c'est absurde.
Conclusion : la droite y=-1 est une asymptote horizontale à Cf donc -1 est un m'ignorant  et non une valeur minimale de f.
Merci de me corriger.

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 03-12-24 à 00:52

Pardon minorant  !
Le mot intrus au contexte est le système qui l'introduit par inattention de ma part.
Encore pardon.

Posté par
alwafi
re : Généralité sur les fonctions numériques 03-12-24 à 16:22

Bonjour,

Tu a l'air d'insister à traiter 2) a) à l'aide d'un raisonnement par l'absurde. C'est faisable en utilisant correctement la notion de valeur minimale d'une fonction numérique à valeurs réelles :

Supposons que f admet une valeur minimale sur R. Donc a R, x R , f(a) f(x).
Or f est strictement croissante sur R (à prouver) , donc f(a)  f(a-1) < f(a). D'ou' f(a) < f(a) , ce qui est absurde.

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 03-12-24 à 16:51

Bonjour et merci .
C'était la réponse à 2. b); en 2.a) on avait montrer que f est minorée par -1.
Et là on montre que f n'a pas de valeur minimale donc y=-1 est asymptote horizontale à f.

Pour montrer que f est majorée par  1 sur ]-; -1/2] , j'ai déterminé le taux de variation de f  ce taux est  strictement positif donc  donc f est strictement croissante.
( pour déterminer le signe de f'= taux d'accroissement, j'ai procédé de la même façon que pour répondre à la question 2.a)
Donc f est croissante et passe de y= -1 (=asymptote  en - ) à 1 =f(-1/2)  .
J'en conclus que sur I=]-; -1/2]  1 est majoration et valeur maximale relative .
Merci beaucoup .

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 03-12-24 à 16:52

C'est la réponse à  la question 3 de l'exercice.
Pardon .

Posté par
alwafi
re : Généralité sur les fonctions numériques 03-12-24 à 17:30

* de rien

*tu as raison (mon intervention concerne la question 2) a) ).

Posté par
alwafi
re : Généralité sur les fonctions numériques 03-12-24 à 17:33

Désolé ( question 2) b ) ).

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 03-12-24 à 17:34

Merci. J'ai compris .

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 04-12-24 à 00:00

Bonsoir,
Je voudrais  une correction à propos de ma réponse à la question 3, postée le 3-11-24  à 16:51.
Le 5 ème  à compter de ce post .

Merci beaucoup.

Posté par
alwafi
re : Généralité sur les fonctions numériques 04-12-24 à 06:57

Bonjour,

Tu peux améliorer la rédaction de la réponse à la question 3) :

f étant croissante sur l'intervalle I , on a:
Pour tout x-1/2 , f(x)f(-1/2) ,(c.à.d f(x)1 ).
Donc f est majorée par 1 sur l'intervalle I.

Bonne journée.

Posté par
bouchaib
re : Généralité sur les fonctions numériques 04-12-24 à 12:48

Merci.

Posté par
alwafi
re : Généralité sur les fonctions numériques 04-12-24 à 14:12

Pas de quoi



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