Montrer qu'une fonction est dérivable en un point aa - Exercice 3

10 min
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COMPETENCES  :  1°)  Raisonner.{\color{red}\underline{COMPETENCES}\;:\;1°)\;Raisonner.}     \;\; 2°)  Calculer.{\color{red}2°)\;Calculer.}
On considère la fonction ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=3x2+2x4f\left(x\right)=3x^{2} +2x-4
Question 1

Montrer que ff est dérivable en 11.

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(1)f\left(1\right)
f(1)=3×12+2×14f\left(1\right)=3\times 1^{2} +2\times 1-4 d'où f(1)=1f\left(1\right)=1
2ème étape : On calcule f(1+h)f\left(1+h\right)
f(1+h)=3×(1+h)2+2×(1+h)4f\left(1+h\right)=3\times \left(1+h\right)^{2} +2\times \left(1+h\right)-4
f(1+h)=3×(1+2h+h2)+2+2h4f\left(1+h\right)=3\times \left(1+2h+h^{2} \right)+2+2h-4
f(1+h)=3+6h+3h2+2+2h4f\left(1+h\right)=3+6h+3h^{2} +2+2h-4
f(1+h)=3h2+8h+1f\left(1+h\right)=3h^{2} +8h+1
3ème étape : On calcule f(1+h)f(1)f\left(1+h\right)-f\left(1\right)
f(1+h)f(1)=3h2+8h+11f\left(1+h\right)-f\left(1\right)=3h^{2} +8h+1-1
f(1+h)f(1)=3h2+8hf\left(1+h\right)-f\left(1\right)=3h^{2} +8h
4ème étape : On calcule f(1+h)f(1)h\frac{f\left(1+h\right)-f\left(1\right)}{h}
f(1+h)f(1)h=3h2+8hh\frac{f\left(1+h\right)-f\left(1\right)}{h} =\frac{3h^{2} +8h}{h}
On va factoriser le numérateur par hh.
f(1+h)f(1)h=h(3h+8)h\frac{f\left(1+h\right)-f\left(1\right)}{h} =\frac{h\left(3h+8\right)}{h}
On simplifie par hh.
f(1+h)f(1)h=3h+8\frac{f\left(1+h\right)-f\left(1\right)}{h} =3h+8
5ème étape : On calcule limh0f(1+h)f(1)h\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(1+h\right)-f\left(1\right)}{h}
limh0f(1+h)f(1)h=limh03h+8\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(1+h\right)-f\left(1\right)}{h} =\lim\limits_{h\to 0} 3h+8
Cela signifie que l'on remplace tous les hh par zéro.
limh0f(1+h)f(1)h=8.\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(1+h\right)-f\left(1\right)}{h} =8.

On vient de montrer que la fonction ff est dérivable en 11 et de nombre dérivée f(1)=8f'\left(1\right)=8.

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