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Niveau terminale
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[Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées

Posté par
jpdl
14-10-16 à 19:18

Bonjour,
Me voila bloquée face un exercice en maths.
On nous donne un segment [AB] de 8 cm.
Sur ce segment il y a un point M quelconque .
On nous indique que AM = x
J'en déduit que MB = 8-x
Mais faut savoir que AM et MB sont aussi des diamètres de demi-cercles qu'on peut voir dans cet exercice, de diamètre x et (8-x) respectivement.
Or on nous demande de déterminer x pour que l'aire des demi-cercles soit  minimal.
Donc pour cela on doit faire AM + MB
C'est a dire :
Pour AM :  (π × (x/2)²) / 2
Pour MB :  (π × (8-x /2)²)  / 2
Et je bloque à partir de là,  je n arrive pas à calculer la dérivée pour que je puisse faire mon tableau de variation.
Merci d'avance !

Posté par
fm_31
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 19:25

Bonjour ,
Tu as bien débuté mais reste à développer aire  AM + aire BM

Citation :
je n arrive pas à calculer la dérivée


la dérivée de quoi ?

Posté par
jpdl
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 19:43

Merci de ta réponse !
Je pense que pour étudier les variations, nous sommes obligé de passer par la dérivée de AM + MB et faire un tableau de variations.
Mais je ne suis pas sur de moi.
Merci.

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 20:05

Ce n'est pas AM +MB qui est à étudier puisque AM + MB = 8

C'est l'aire du demi cercle de diamètre [AM] + l'aire du demi-cercle du diamètre [MB]  .

Posté par
jpdl
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 21:37

Merci !
Mais comment dois-je développer l'aire des deux demi-cercles de diamètre AM et MB ?
Et ensuite comment les dériver et faire mon tableau pour déterminer x ?

Merci.

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 21:40

Tu as trouvé quelles expressions ? 19h18 ? ! ?

Tu fais des trucs et tu ne les comprends pas ! ? !

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 21:42

Certes quand on confond AB longueur d'un segment [AB]

et aire du demi cercle de diamètre  [AB]

il y a de quoi avoir des papillons dans la tête !

Posté par
jpdl
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 21:46

En fait, le dans les deux expressions me gène pour pouvoir les développer
Aire AM = (π × (x/2)²) / 2
Aire MB = (π × (8-x /2)²)  / 2

Merci

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 21:49

  est un nombre réel comme 2 ou 1/3 ou  2   en quoi il te gène ?

En regardant l'historique de tes messages, il y a tous les niveaux : 4ème , 3ème , 1ère , Terminale , Maths Sup , Maths Spé ! Et ceci dans les mêmes années !

Tu fais quelle genre d'étude ? Et où ?

Posté par
fm_31
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 22:16

Commence par faire la somme des  aires que tu as trouvées . Ensuite tu développes , puis tu simplifies . Restera à dériver pour trouver le minimum .

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 22:27

Il faut donc étudier la fonction f définie par

f(x) = \dfrac{\pi \left(\dfrac{x}{2}\right)^2}{2} + \dfrac{\pi \left(\dfrac{8-x}{2}\right)^2}{2}

A développer !

Posté par
mathafou Moderateur
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 22:29

Bonsoir,

c'est justement de développer qui le bloque !
à cause de la présence de paraît-il ...

nota : est-il vraiment besoin en Terminale de calculer des dérivées pour étudier les variations d'une fonction trinôme du second degré, voire juste en trouver l'extrémum ???

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 22:32

D'où ma remarque de 22h29 !

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 22:36

Pour développer, on applique les règles de calcul vues depuis le collège

élévation au carré d'un fraction
identités remarquables
distributivité
addition de fractions au même dénominateur

Posté par
jpdl
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 23:01

Je trouve (( / 2) * (x²/8)) + (( / 2) * ((64 - 16 + x²) / 8 )
Je suis bloqué a partir de la.

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 23:06

Il sort d'où le 8 ???

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 23:10

..... Plutôt il sort d'où le ( / 2) * (x²/8))

Revoir les règles concernant les divisions de fractions par un nombre

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 23:11

Et les multiplications entre fractions !

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 23:22

\dfrac{\pi \left(\dfrac{x}{2}\right)^2}{2} = \dfrac{\pi \dfrac{x^2}{4}}{2} = \pi \dfrac{x^2}{4}}*\dfrac{1}{2}}= \dfrac{\pi x^2}{8}  

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 14-10-16 à 23:24

Tu fais pareil avec  \dfrac{\pi \left(\dfrac{8-x}{2}\right)^2}{2}

Posté par
jpdl
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 15-10-16 à 11:07

Merci !
Pour le second j'ai trouvé :
π((8-x)²/2) / 2 = π  64-16x+x² / 8

Est ce correct ?

Ensuite je ne sais plus comment m'y prendre pour la suite , on m'avait conseillé de faire les dérivées et un tableau de variation mais je suis bloqué.

Merci

Posté par
mathafou Moderateur
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 15-10-16 à 11:24

Est ce correct ?
non
c'est π \red ( 64-16x+x² \red) / 8 ces parenthèses étant absolument obligatoires
ce que tu as écrit, espaces ou pas veut réellement dire (64π) - 16x + (x²/8)

mais tu es bloqué AVANT d'arriver au stade où il faudrait faire un tableau de variation et (éventuellement) des dérivées !!

vu que tu n'as toujours pas écrite la fonction aire totale = f(x), développée et simplifiée (et écrite correctement)

seulement après on étudiera cette fonction là : dérivée si ça te chante, ou cours de première.

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 15-10-16 à 11:28

1èrement tu écris correctement tes fractions avec des ( ) au bon endroit pour qu'on comprenne aisément ce qui au numérateur et au dénominateur de tes fractions. Je ne comprends rien à tes résultats qui, j'espère, doivent être justes sur ton brouillon

2èmement tu as 2 fractions à additionner. Tu devrais y arriver quand même

3èmement tu devrais y reconnaitre une fonction du second degré, dont tu as appris à étudier les variations en seconde selon le signe du coefficient de x²

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 15-10-16 à 11:33

pas vu ta réponse mathafou ! Bonjour

Posté par
jpdl
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 15-10-16 à 12:21

Donc la somme des deux aires me donne :
(( π * x²) / 8 )+ ( π * (64-16x+x²)) / 8
=  (πx² +  π64 -   π16x +  πx²) / 8
= (2 πx² +  π64 -  π16x) / 8

Maintenant je dois deriver f(x) = (2 πx² +  π64 -  π16x) / 8, avec f'(x) = (u'*v-v'*u) / v² ?
Merci.

Posté par
cocolaricotte
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 15-10-16 à 12:29

Tu pourrais te ramener à un fonction du second degré avec a > 0  

Elle admet donc un minimum ou un maximum en quel endroit (sommet de parabole ! ) ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : [Terminale S] Exerice ouvert Fonctions dérivées 15-10-16 à 13:14

là, v est une constante (= 8) alors utiliser (u'v - uv')/v² avec v = constante et donc v' = 0 c'est du genre farfelu (ou ne pas comprendre comment on calcule des dérivées)
u/8 a pour dérivée u'/8 et c'est tout. y'a pas de "v"

d'ailleurs on peut mettre \dfrac{\pi}{8} en facteur de tout, ça simplifiera l'écriture !

mais bon, comme déja dit à de multiples reprises, les dérivées ici c'est du gros marteau pilon pour écraser un moustique ...
(visiblement ça ne te fera pas de mal non plus de calculer tout de même la dérive ET de réviser le cours sur le trinôme)



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