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montrer que f est bornée

Posté par
nina94
13-12-15 à 22:33

Bonsoir,
Je souhaite montrer que cette fonction est bornée:
f(x) = (x^3-x²)/(x^4+x²+1) ;
j'ai essayé de montrer que la valeur absolue de f est inférieur à un nombre M, mais ça ne marche pas. (c'est la méthode que j'utilise le plus souvent face à ce genre de fonctions) Avez vous une autre méthode à me proposer ?
merci de votre aide

Posté par
Glapion Moderateur
re : montrer que f est bornée 13-12-15 à 22:43

Bonsoir, oui pour montrer qu'elle est bornée il faudrait étudier la fonction (en la dérivant, en étudiant ses limites, etc... )
montrer que f est bornée
effectivement, son minimum est vers -0.703 et son maximum vers 0.202 donc elle est bien bornée.

Posté par
nina94
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 07:19

Le problème c'est que nous n'avons pas encore vu les dérivés, les limites, donc je dois faire avec ce qu'on a déjà vu !

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 07:36

salut,
Es-tu certaine de l'enonce ?

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 07:48

voici un exercice plus sympathique:
f(x)=(x^3-1)/(x^4+x^2+1)

Posté par
nina94
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 08:02

Bonjour,
oui je suis certaine de l'énoncé!
Quand à ton exercice:
J'ai simplifié l'écriture de f(x) et j'ai pu montrer qu'elle est toujours supérieure à -1 ?

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 08:04

pour mon exercice, f(x) est entre -1 et 1/3
pour le tien je penche pour une erreur d'enonce ...

Posté par
nina94
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 08:08

Comment t'as montré qu'elle est inférieure à 1/3 ?
Sinon pourquoi y aurait-il une erreur d'énoncé ? Le graph qu'a proposé Glapion montre bien qu'elle est bornée !

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 09:52

etudier le signe de f(x)-1/3
bien sur qu'elle est bornee mais les extremums ne sont pas simples
je ne vois pas en premiere comment s'y prendre.

Xcas (logiciel libre et gratuit) donne:

f(x):=(x^3-x^2)/(x^4+x^2+1)
fMin(f(x)) // pas de valeur exacte
fMax(f(x)) // pas de valeur exacte

factor(f'(x)) // renvoie -x*(x^5-2*x^4-x^3-3*x+2)/((x^2-x+1)^2*(x^2+x+1)^2) une horreur donc

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 10:49

au fait tu n'as pas precise: bornee sur quel intervalle ?
sais-tu calculer une limite ?

Posté par
carpediem
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 15:56

salut

f est une fraction rationnelle !!! (ou encore un quotient) donc il faut prendre ses précautions !!!

1/ justifier que f est définie sur R

2/ sur l'intervalle [-a, a] f est bornée (où tu prends pour a n'importe quelle valeur positive : 1, 10, 100, .... 100000000000000000000000000000000000)

3/ si x < a ou x > a alors 1 + x^2 > 0 => x^4 + x^2 + 1 > x^4 <=> \dfrac 1{x^4 + x^2 + 1} < \dfrac 1 {x^4}  (de l'intérêt de 2/ : ne pas avoir 0)


donc pour x < a ou x > a |f(x)| < \dfrac {|x^3 - x^2|}{x^4} = \dfrac {|x - 1|}{x^2} < 1 dès que |x| > 2 (ce qui donne une condition sur a)

conclusion :

f est bornée sur l'intervalle [-a, a]
f est bornée sur l'ensemble ]-oo, -a] U [a, +oo[

donc f est bornée sur R

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 16:58

pourquoi serait-elle bornee sur [-a;a]  ?

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 17:06

mais l'idee est interessante
sur [-1;1] on a |f(x)|<=2
idem pour |x|>=1

Posté par
carpediem
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 17:13

parce qu'une fonction définie et continue sur un intervalle fermé borné l'est .... comme toutes les fonctions vues au lycée ...

il faut bien quelques outils ou "savoirs admis" sinon on ne peut rien faire !!!!

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 17:25


 \\ \forall x\in[-1;1], |f(x)|\leqslant\dfrac{|x^3|+x^2}{x^2+1}\leqslant\dfrac{x^2(|x|+1)}{x^2+1}\leqslant1+|x|\leqslant2
 \\

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 17:27

fonction continue en premiere ? au Maroc peut-etre ?

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 17:28

"parce qu'une fonction définie et continue sur un intervalle fermé borné l'est .... comme toutes les fonctions vues au lycée ... "
on est en premiere !

Posté par
carpediem
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 21:16

et alors ?

évidemment qu'on ne le dit pas .... mais ça revient au même ....

mais bon tu t'es bien inspiré de moi ... d'ailleurs en plus mieux et plus simple ...

et puisque j'ai traité pour |x| > 2 alors tout simplement pour |x| < 2

|f(x)| < |x|^3 + x^2 < 12

....

Posté par
alb12
re : montrer que f est bornée 14-12-15 à 21:48

comme d'hab la reponse etait evidente mais quand on cherche trop loin ...


 \\ f(x)-2=\dfrac{-2x^{4}+x^{3}-3x^{2}-2}{x^{4}+x^{2}+1}=\dfrac{-x^2(2x^2-x+3)-2}{x^4+x^2+1}
 \\

On montre sans difficulté que le dernier membre est negatif.

Démo identique avec f(x)+2



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