Mathématiques 1re Spécialité

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Chapitre 5
Activités

Applications de la dérivation

14 professeurs ont participé à cette page
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A
Tangente et sens de variation

Objectif : Faire le lien entre les tangentes à une courbe et les variations d'une fonction.
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On a représenté ci-dessous les courbes \mathcal{C}_f et \mathcal{C}_g qui représentent respectivement les fonctions f et g .

Tangente et sens de variation
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Tangente et sens de variation
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1
Peut-on tracer une droite tangente à la courbe \mathcal{C}_f qui soit la représentation d'une fonction affine croissante ?

2
Peut-on tracer une droite tangente à la courbe \mathcal{C}_f qui soit la représentation d'une fonction affine décroissante ?

3
Peut-on tracer une droite tangente à la courbe \mathcal{C}_g qui soit la représentation d'une fonction affine croissante ?

4
Peut-on tracer une droite tangente à la courbe \mathcal{C}_g qui soit la représentation d'une fonction affine croissante ?
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Bilan
Compléter les conjectures suivantes.
Puisque f est croissante sur son ensemble de définition, alors toutes les tangentes à la courbe \mathcal{C}_f
.
Puisque g est décroissante sur son ensemble de définition, alors toutes les tangentes à la courbe \mathcal{C}_g
.

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B
Dérivée et sens de variation

Objectif : Trouver un lien entre le sens de variation d'une fonction et le signe de sa dérivée.
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g est la fonction définie sur \R par g(x) = x^4 - 4x^3 .
g ^ { \prime } est la fonction dérivée de g .
On donne ci-contre la courbe \mathcal{C}_g représentative de la fonction g dans un repère orthogonal.

Dérivée et sens de variation
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1
Déterminer graphiquement le sens de variation de la fonction g puis dresser le tableau de variations de g sur \R. On calculera la valeur des éventuels extremums.

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2
Montrer que, pour tout x \in \mathbb { R } ,\:g ^ { \prime } ( x ) = 4 x ^ { 2 } ( x - 3 ).

3
Dresser le tableau de signes de g ^ { \prime }.
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4
a) Quel est le signe de g ^ { \prime } ( x ) sur l'intervalle ] - \infty \: ; 3 ] \: ?

b) Quel est le sens de variation de g sur ] - \infty \: ; 3 ] \: ?

5
a) Quel est le signe de g ^ { \prime } ( x ) sur l'intervalle [ 3 \: ; +\infty [ \: ?

b) Quel est le sens de variation de g sur [ 3 \: ; +\infty [ \: ?

6
a) La fonction g ^ { \prime } change-t-elle de signe entre –1 et 1\: ?

b) La fonction g change-t-elle de variation entre –1 et 1\: ?

7
On considère la fonction f définie sur \R par {f ( x ) = \dfrac { 1 } { 8 } x ^ { 4 } - \dfrac { 3 } { 4 } x ^ { 2 } + x - \dfrac { 1 } { 2 }.}
a) Représenter à la calculatrice la fonction f .

b) Démontrer que, pour tout {x \in \mathbb { R } , f ^ { \prime } ( x ) = \dfrac { 1 } { 2 } ( x + 2 ) ( x - 1 ) ^ { 2 }.}

c) Répondre aux questions
3
à
6
avec les fonctions f et f ^ { \prime } en choisissant les bons intervalles.

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Bilan
Émettre une conjecture sur le lien qui semble exister entre le signe de la dérivée d'une fonction et le sens de variation de cette fonction ?

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C
Dérivée et extremums

Objectif : Trouver un lien entre les extremums d'une fonction et les valeurs de sa dérivée.
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On donne ci-dessous la courbe \mathcal{C} représentative d'une fonction h définie et dérivable sur l'intervalle [-4 \: ; 4] ainsi que la courbe \mathcal{C ^ { \prime }} représentative de la fonction h ^ { \prime }, fonction dérivée de h .

Dérivée et extremums
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1
Pour quelle(s) valeur(s) de x la fonction h ^ { \prime } s'annule-t-elle ?

2
Pour quelle(s) valeur(s) de x la fonction h ^ { \prime } s'annule-t-elle en changeant de signe ?

3
Pour quelle(s) valeur(s) de x la courbe \mathcal{C} admet-elle une (des) tangente(s) parallèle(s) à l'axe des abscisses ?

4
Pour quelle valeur de x la fonction h change-t-elle de sens de variation ?

5
Pour quelle valeur de x la fonction h atteint-elle son minimum ?

6
On considère la fonction f de l'activité précédente définie sur \R par f ( x ) = \dfrac { 1 } { 8 } x ^ { 4 } - \dfrac { 3 } { 4 } x ^ { 2 } + x - \dfrac { 1 } { 2 } ainsi que sa fonction dérivée f ^ { \prime } définie sur \R par f ^ { \prime } ( x ) = \dfrac { 1 } { 2 } ( x + 2 ) ( x - 1 ) ^ { 2 }.
a) Représenter la courbe de ces deux fonctions à la calculatrice.

b) Répondre aux questions
5
avec les fonctions f et f ^ { \prime }.
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Bilan
Émettre une conjecture sur le lien qui semble exister entre le minimum d'une fonction et le signe de sa dérivée.

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