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Opération de fonction.

Posté par
lulu35
03-12-11 à 17:27

Bonjour,

J'ai un exercice à faire pour lundi et je me demande si j'ai les bons résultats.
Voila l'énoncé et ce que j'ai fais.

Aire d'un trapèze et d'un carré
On se place dans un repère orthonormal (O,I,J). On désigne par A et B les points de coordonnées respectives (0;1) et (-1;1) et par M le point de l'axe des abscisses ayant une abscisse x donnée.
a. Faire une figure.
b. Exprimer les longueurs OM et AM en fonction de x.
c. Les quatre points O,M,A et B forment le trapèze OMAB (si x>0), le triangle OAB (si x=0) ou le trapèze OMBA (si x<0).            Exprimer en fonction de x l'aire de ce polygone. On note cette aire f(x).
d. On considère les deux points N et P du plan d'ordonnées positives et tels que AMNP soit un carré. Placer les points N et P, et exprimer en fonction de x l'aire du carré AMNP. On note cette aire g(x).
e. Déterminer le signe de g(x)-f(x) pour tout x réel. Que peut-on en déduire sur les aires précédentes?


a. J'ai tracé ma figure, mais je ne sais pas si je dois faire figurer les différentes places de M.
b. J'ai trouvé OM=x et AM=x²+1 .
c. Lorsque x est inférieur ou supérieur à 0 je trouve f(x)=(x+1)/2 et lorsque x=0 je trouve f(x)=1/2 .
d. J'ai trouvé g(x)=x²+1
e. Et ici je bloque je ne sais pas comment faire. J'ai chercher mais je ne trouve pas.

Merci de me dire si mes résultats sont bons et de m'aider pour la question e .

Posté par
dhalte
re : Opération de fonction. 03-12-11 à 18:01

faire deux figures, l'une avec un point M d'abscisse positive, l'autre avec un point M d'abscisse négative
(M=O correspond aux extrémités des deux cas, et doivent être égaux dans les expressions trouvées)

ensuite, répondre à chaque question en considérant chacun des deux cas

du coup, si AM et g(x) sont exacts, f(x) est faux

et pour le e), trace les deux fonctions et regarde leur expression : tu verras une symétrie.

Posté par
lulu35
re : Opération de fonction. 03-12-11 à 18:13

Mais pourtant f(x) est bien égale à (x+1)/2, j'en suis sur j'ai refais le calcul.

Posté par
dhalte
re : Opération de fonction. 03-12-11 à 18:18

tu as donc fait deux fois la même erreur

on parle de distance, et quand M est à gauche de l'origine, x est négatif est n'est donc pas la distance

Dommage que tu n'aies pas cherché à suivre mon conseil :
répondre à chaque question en considérant chacun des deux cas

Posté par
lulu35
re : Opération de fonction. 03-12-11 à 18:38

Je m'excuse, je vais refaire tous sa.

Posté par
lulu35
re : Opération de fonction. 04-12-11 à 16:56

Voila ce que j'ai fais pour le e :

Pour x>0 ou x<0, on a:
g(x)-f(x)=x²+1-(x+1)/2
=(2x²+2-x-1)/2
=(2x²-x+1)/2
=x²-(x/2)+(1/2)

delta=b²-4ac
=(1/4)-(4*1*(1/2))
=-(7/4)
delta est négatif et a>0 donc pour tout x inférieur ou supérieur à 0 la fonction g(x)-f(x) est positive.

Pour x=0, on a:
g(x)-f(x)=x²+1-(1/2)
=x²+(1/2)
delta est égale à -2 et a>0 donc pour x=0 la fonction est croissante.

On peut donc dire que pour tous x l'aire du carré et supérieur à celle des trapèzes ou du triangle.

Posté par
dhalte
re : Opération de fonction. 04-12-11 à 18:05

je ne sais pas quel mot j'ai utilisé que tu n'as pas compris

répondre à chaque question en considérant chacun des deux cas
manifestement, tu t'en balances

A (0;1)
B (-1;1)
M (x;0)

a. Faire une figure.
voir ci-dessous

b. Exprimer les longueurs OM et AM en fonction de x.
longueur OM :
c'est x quand M est sur le demi axe des abscisses positives
c'est -x quand M est sur le demi axe des abscisses négatives (car alors x<0 et la longueur OM est -x qui est positive)
répondre à chaque question en considérant chacun des deux cas
là, tu as un exemple de ce que je te conseillais

maintenant on a en maths une manière d'exprimer la quantité positive correspondante, c'est la valeur absolue
OM=|x|, ce qui est valable quelle que soit la position de M. Mais pour y arriver, encore fallait-il considérer les deux cas séparément

et pour AM ? on applique la formule
AM=\sqrt{(x-0)²+(0-1)²}=\sqrt{x²+1}

mais ... pourquoi n'a-t-on pas appliqué la formule aussi pour OM ? allons-y :
OM=\sqrt{(x-0)²+(0-0)²}=\sqrt{x²}

et là, le mauvais élève écrit, ah ben alors c'est x
et si je t'ai fait tout ce baratin qui précède, c'est parce que justement, ce n'est pas x
\sqrt{x²}=|x| car cette quantité doit toujours être positive, ce qui n'est pas le cas de x

donc, alléluia, on retrouve bien ce résultat OM=|x|

OM=|x|
 \\ AM=\sqrt{x²+1}

c.
OMAB (si x>0)
OAB (si x=0)
OMBA (si x<0).

f(x) aire de ce polygone
Rappel : aire d'un trapèze : demie somme des bases, que multiplie la hauteur
si x>0 : f(x)=\frac12(AB+OM)*OA
avec OA=1, AB=1
donc x>0\Rightarrow f(x)=\frac{x+1}2
si x<0, c'est la même formule, f(x)=\frac12(AB+OM)*OA, mais maintenant, OM=-x
donc x<0\Rightarrow f(x)=\frac{-x+1}2

et pour x=0, f(0)=\frac12AB*OA=\frac12

et si on veut une seule formule quel que soit x
f(x)=\frac{|x|+1}2

d. AMNP carré.
g(x) aire du carré AMNP.
son coté est AM, de longueur \sqrt{x²+1} quelle que soit la position de M
g(x)=(\sqrt{x²+1})²=x²+1
pourquoi pas de valeurs absolues ? \sqrt{Q²}=|Q|, mais (\sqrt{Q})²=Q car quand on écrit \sqrt{Q} alors on doit imposer Q\ge0
et x²+1\ge0


e. Déterminer le signe de g(x)-f(x) pour tout x réel.
f(x)=\frac{|x|+1}2
g(x)=(\sqrt{x²+1})²=x²+1
h(x)=g(x)-f(x)
Signe de h ?
quand on a des valeurs absolues, on se place dans des intervalles dans lesquels la valeur absolue se simplifie
ce qui revient à ma remarque première, que tu as négligée
répondre à chaque question en considérant chacun des deux cas

quand x\ge0,\quad f(x)=\frac{x+1}2
quand x<0,\quad f(x)=\frac{-x+1}2

donc quand
x\ge0,\quad h(x)=x²+1-\frac{x+1}2
 \\ h(x)=x²-\frac12x+\frac12
discriminant et tout le tralala, et on obtient
h(x)=(x-\frac14)²+\frac7{16}


x<0,\quad h(x)=x²+1-\frac{-x+1}2
 \\ h(x)=x²+\frac12x+\frac12
discriminant et tout le tralala, et on obtient
h(x)=(x+\frac14)²+\frac7{16}

Que peut-on en déduire sur les aires précédentes?
la différence d'aire est minimale et vaut \frac7{16} quand |x|=\frac14
donc effectivement, l'aire du carré est toujours supérieure à celle du trapèze

c'est une fonction paire donc symétrique par rapport à l'axe des ordonnées

Opération de fonction.
en rouge le graphe de la fonction g(x)

Posté par
lulu35
re : Opération de fonction. 04-12-11 à 19:25

Je te remercie de m'avoir aider alors que je n'ai pas était très coopérant.
Je m'excuse, j'ai fait ce qu'il y a avant que tu me répondes en suivant les conseil d'un ami de ma classe.
Merci encore d'avoir continuer à m'aider.



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