Dérivation

Montrer qu'une fonction est dérivable en un point aa - Exercice 2

10 min
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COMPETENCES  :  1°)  Raisonner.{\color{red}\underline{COMPETENCES}\;:\;1°)\;Raisonner.}     \;\; 2°)  Calculer.{\color{red}2°)\;Calculer.}
Question 1
On considère la fonction ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=2x23x+1f\left(x\right)=2x^{2} -3x+1

Montrer que ff est dérivable en 22.

Correction
ff est dérivable en aa si la limite du taux de variation en aa lorsque hh tend vers 00 est égale à une valeur finie\red{\text{valeur finie}} notée f(a)f'\left(a\right).
Autrement dit, ff est dérivable en aa si :
limh0f(a+h)f(a)h=f(a)\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(a+h\right)-f\left(a\right)}{h} =f'\left(a\right)
1ère étape : On calcule f(2)f\left(2\right)
f(2)=2×223×2+1f\left(2\right)=2\times 2^{2} -3\times 2+1 d'où f(2)=3f\left(2\right)=3
2ème étape : On calcule f(2+h)f\left(2+h\right)
f(2+h)=2×(2+h)23×(2+h)+1f\left(2+h\right)=2\times \left(2+h\right)^{2} -3\times \left(2+h\right)+1
f(2+h)=2×(4+4h+h2)63h+1f\left(2+h\right)=2\times \left(4+4h+h^{2} \right)-6-3h+1
f(2+h)=8+8h+2h263h+1f\left(2+h\right)=8+8h+2h^{2} -6-3h+1
f(2+h)=2h2+5h+3f\left(2+h\right)=2h^{2} +5h+3
3ème étape : On calcule f(2+h)f(2)f\left(2+h\right)-f\left(2\right)
f(2+h)f(2)=2h2+5h+33f\left(2+h\right)-f\left(2\right)=2h^{2} +5h+3-3
f(2+h)f(2)=2h2+5hf\left(2+h\right)-f\left(2\right)=2h^{2} +5h
4ème étape : On calcule f(2+h)f(2)h\frac{f\left(2+h\right)-f\left(2\right)}{h}
f(2+h)f(2)h=2h2+5hh\frac{f\left(2+h\right)-f\left(2\right)}{h} =\frac{2h^{2} +5h}{h}
On va factoriser le numérateur par hh.
f(2+h)f(2)h=h(2h+5)h\frac{f\left(2+h\right)-f\left(2\right)}{h} =\frac{h\left(2h+5\right)}{h}
On simplifie par hh.
f(2+h)f(2)h=2h+5\frac{f\left(2+h\right)-f\left(2\right)}{h} =2h+5
5ème étape : On calcule limh0f(2+h)f(2)h\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(2+h\right)-f\left(2\right)}{h}
limh0f(2+h)f(2)h=limh02h+5\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(2+h\right)-f\left(2\right)}{h} =\lim\limits_{h\to 0} 2h+5
Cela signifie que l'on remplace tous les hh par zéro.
limh0f(2+h)f(2)h=5.\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(2+h\right)-f\left(2\right)}{h} =5.
On vient de montrer que la fonction ff est dérivable en 22 et de nombre dérivée f(2)=5f'\left(2\right)=5.