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Vecteurs et Dérivation

Posté par
maths1234567
08-05-21 à 18:04

bonjour j'ai un exo mais je bloque

j'ai une fonction f(x)=x²
Puis je dois placer un point A sur la courbe et tracer sa tangente T(A).
Ensuite, tracer T(B) la tangente au point B (appartenant à la parabole également), et perpendiculaire à T(A). On notera le point d'intersection I
1- Tester plusieurs fois avec différents abscisses du point A, et émettre une conjecture des coordonnées du point I.
2- On note "a" l'abscisse du point A. Déterminer une équation de tangente de T(A)
3- Déterminer une équation de tangente de T(B) après avoir trouvé son vecteur directeur
4- Calculer les coordonnées de I et valider ou non la conjecture de la question 1.

Mes réponses : 1- I = (a/2 ; -0.25)
2- Avec la formule f'(a)(x-a)+f(a), j'ai trouvé T(A) : -2ax+y+a²=0
3- Je trouve le vecteur directeur (-2a ; 1) ainsi que T(B) : x+2ay+c=0. Mais je ne comprends pas comment calculer le c de l'équation
4- Je trouve le système :
  {-2ax+y+a²=0
  {x+2ay+c=0
(toujours avec le problème du c que je ne connais pas). Cependant je ne vois pas comment résoudre ce système..

Pourriez-vous m'aider svp ?

Posté par
malou Webmaster
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 18:27

Bonjour
tu as raconté ton énoncé, nous préférons et de loin, le véritable énoncé recopié mot à mot...
s'il est long, mets le en image, parce que là il manque des choses...

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 18:49

Soit la fonction f(x)=x² .
1. Tracer la fonction et placer un point A dessus. Tracer T(A), la tangente en A, puis, tracer T(B), la perpendiculaire à T(A), tangente à f(x) en B. Soit I le point d'intersection de T(A) et T(B).
Noter les coordonnées de I, recommencer plusieurs fois avec d'autres positions du point A. Émettre une conjecture sur les coordonnées de I.
2. Soit a l'abscisse de A : déterminer une équation de la tangente à f(x) passant par A.
3. En déduire un vecteur directeur, puis une équation de T(B).
4. Calculer les coordonnées de I et infirmer ou confirmer la conjecture émise en 2.

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 19:04

Bonjour,

Citation :
3- Je trouve le vecteur directeur (-2a ; 1) ainsi que T(B) : x+2ay+c=0.


B est sur la courbe d'où tu peux trouver c

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 19:08

Citation :
B est sur la courbe d'où tu peux trouver c


Je voulais faire ça, mais je ne sais pas comment m'y prendre
B a-t-il pour coordonnées B(x,x²) ?

Cela donnerait donc :
x+2a*x²+c=0 ce qui équivaut à c= -2ax²-x
Je pense m'être trompé...

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 19:11

Citation :
Je pense m'être trompé... oui


le point B appartient à la courbe donc ses coordonnées... ( tu l'as bien fait pour le point A)

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 19:15

Citation :
le point B appartient à la courbe donc ses coordonnées... ( tu l'as bien fait pour le point A)


J'avoue que je ne comprends pas vraiment, pourriez-vous m'éclairez davantage svp ?

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 19:16

A(a,a^2), B(?, ?)

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 19:22

Citation :
A(a,a²), B(?, ?)

Si B appartient à la courbe, alors il a B(x, x²) ?

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 19:23

je n'avais pas vu que tu avais déjà donné les coordonnées de B

c'est juste B(b;b^2)

donc c'est facile puisque x+2 a y + c = 0 et B \in à la courbe

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 19:28

Donc cela donnerait :
b+2*a*b²+c=0 ⇔ c=-b-2*a*b² ?

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 19:35

ben oui!

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 20:34

merci !

Je trouve donc ce système :
  {-2ax+y+a²=0
  {x+2ay-b-2ab²=0

Mais je bloque un peu, auriez-vous quelques pistes pour m'aider svp ?

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 20:37

tire y de la 1ère équation et remplace dans la 2e ou si tu préfères tire x de la 2e et remplace dans la 1ère

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 20:40

  {y= 2ax-a²
  {x+2a*(2ax-a²)-b-2ab²=0

comme ceci ou ai-je mal compris ?

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 20:41

OK continue

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 20:42

  {y= 2ax-a²
  {x+4a²x-2a3-b-2ab²=0

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 20:45

il faut écrire la 2e équation sous la forme x=....

ensuite tu remplaces x par sa valeur dans la 1ère équation

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 20:53

Je reste bloqué à une étape intermédiaire..
  {y= 2ax-a²
  {x+4a²x=2a3+b+2ab²

comment faut-il faire pour séparer le 4a² du x et le faire passer de l'autre côté de l'équation ?

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 20:55

entre x et 4a^2 x tu ne peux rien factoriser?

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:01

ah si !

  {y= 2a*[(2a3+b+2ab²)/(1+4a²)]-a²
  {x=(2a3+b+2ab²)/(1+4a²)

  {y= [(4a4+b+2ab²)/(1+4a²)]-a²
  {x=(2a3+b+2ab²)/(1+4a²)

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:05

x OK

revois le calcul de y

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:09

Après simplification je trouve

  {y= (b+2ab²-a²)/(1+4a²)
  {x=(2a3+b+2ab²)/(1+4a²)

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:12

je ne trouve pas ça

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:21

x=(2a3+b+2ab²)/(1+4a²)

y= 2ax-a²
y= 2a*[(2a3+b+2ab²)/(1+4a²)]-a²
y= [(4a4+b+2ab²)/(1+4a²)]-a²
y= [(4a4+b+2ab²-a²*(1+4a²))/(1+4a²)]
y= [(4a4+b+2ab²-a²-4a4)/(1+4a²)]
y= [(b+2ab²-a²)/(1+4a²)]

Je ne vois pas ou je me suis trompé
(dsl pour la mauvaise lisibilité dans mes calculs)

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:24

Citation :
y= [(4a4+b+2ab²)/(1+4a²)]-a²
cette ligne ci est fausse tu as mal distribué

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:31

ah oui, autant pour moi !

y = [(2ab+4a²b²-a²)/(1+4a²)]
cela est-il correct ?

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:33

voilà!

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:36

ok merci

  {x=(2a3+b+2ab²)/(1+4a²)
  {y = [(2ab+4a²b²-a²)/(1+4a²)]

Je ne vois pas comment retrouver ma conjecture du début avec ce système

Posté par
carita
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 21:57

bonsoir à tous,

juste de passage


pour simplifier ces expressions, et éventuellement retrouver ta conjecture,
on peut exprimer b en fonction de a.

en effet, on dispose de 2 équations de la tangente en b :
Tb : x+2ay-b-2ab²=0  --- en tant que tangente perpendiculaire à Ta
Tb : -2bx+y+b²=0  --- équation de tangente à Cf en b; ce qui "marche" pour a, marche aussi pour b

on en déduit que b = -1/(4a)

ps : je n'ai pas fait les mêmes calculs que toi,
mais pour y, avec ta formule (la dernière), on retrouve bien le -1/4 pour ordonnée de I.

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 22:10

Bonjour et merci carita

j'étais occupé sur un autre post!

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 08-05-21 à 22:18

merci carita
Cependant, je ne comprends pas comment vous avez fait pour en arriver à -1/4

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 09:28

repars  de l'idée de  carita qui est plus simple et donc meilleure

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 11:05

en partant des équations réduites de T_A et T_B

\begin{cases} T_A: y=2\,a\,x-a^2& \\
 \\  T_B: y=2\,b\,x-b^2& \end{cases}
et en tenant compte de b=-\dfrac{1}{4\,a} ,  on obtient bien
y_I=-\dfrac{1}{4}  par contre pour x_I  je ne trouve pas la même valeur que dans la conjecture

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 11:58

Bonjour Pirho, et merci de m'avoir répondu

J'ai compris comment carita a trouvé la deuxième équation de tangente, mais je ne comprends pas comment vous en êtes arrivés à trouver que :
b=-\dfrac{1}{4\,a}
et que : y_I=-\dfrac{1}{4}

Par contre, en utilisant ces deux valeurs ci-dessus que vous avez trouvé, je trouve que x = (-1+4a²)/(8a)

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 11:59

J le réécris, cela s'est mal affiché

b= -1/4a
et yI = -1/4

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 12:03

T_A est perpendiculaire à T_B d'où leur coefficient directeur sont liés par 2b=-\dfrac{1}{2a}

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 12:05

je trouve la même valeur de x_I

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 12:19

ah oui, j'ai compris pour b merci !

Mais je ne trouve toujours pas la même valeur pour yI :

Je fais : y=2*(-1/4a)x-(-1/4a)²
y=(-2x/4a)-(1/16a²)
y=(-2x-1)/(4a)

Je ne vois comment arriver à y=-1/4..

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 12:26

voici comment j'ai procédé

j'ai tiré x de T_A et remplacé dans l'équation de T_B

ensuite j'ai remplacé b par  -\dfrac{1}{4\,a} dans l'expression de y

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 12:46

En essayant avec votre méthode, je trouve dans la première équation
x=(y+a²)/(2a)

Et en remplaçant dans la deuxième cela me donne,
y=2*(-1/4a)*(y+a²)/(2a)-(-1/4a)²
et je trouve au final y=(-2-y-a²)/(4a) qui n'est toujours pas le bon résultat..

Pourriez-vous me détailler vos calculs svp car j'aimerais comprendre comment vous avez fait ?

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 12:57

i faut écrire y=...

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 13:16

Citation :
i faut écrire y=...

certes, mais je ne vois pas comment isoler les deux y dans y=(-2-y-a²)/(4a)

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 14:13

comment passer le "-y" de l'autre côté de l'égalité ?

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 14:38

j'ai trouvé y=(-a²-2)/(4a+1) mais je ne sais pas si c'est correct, et si ça l'est, comment annuler les "a"

Posté par
Pirho
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 14:48

x=\dfrac{y+a^2}{2a}

y=-\dfrac{1}{2\,a}{\left(\dfrac{y+a^2}{2\,a}\right)-\dfrac{1}{16\,a^2}

y=-\dfrac{4\,y+4\,a^2+1}{16\,a^2}

16\,a^2\,y=-4\,y-4\,a^2-1,~~a^2\ne 0

4\,y(4\,a^2+1)=-(4\,a^2+1)

\boxed{y=-\dfrac{1}{4}}

P.S.: je ne pourrai plus répondre avant 21 h, désolé!

Posté par
maths1234567
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 16:03

Merci beaucoup Pirho pour votre aide et tout le temps que vous m'avez consacré

Je crois maintenant avoir compris

Posté par
Priam
re : Vecteurs et Dérivation 09-05-21 à 16:50

Bonjour,
Voici, à toutes fins utiles, une variante quasiment sans calcul :
Elle consiste à considérer la tangente à la parabole en un point d'abscisse  m , d'équation
y = 2m(x - m) + m²  
et à écrire que cette droite passe par un point (X; Y) (0 l'extérieur de la parabole).
Cette équation est aussi une équation en  m  dont les solutions  m1  et  m2  sont les abscisses des points de contact des deux tangentes. Le produit des coefficients directeurs de celles-ci (qui doit être égal à - 1, le dit point étant alors un point I), se calcule à l'aide du produit des solutions de l'équation.



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