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Variations des fonctions associées

Exercices types - Exercice 2

1 min
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Question 1
Soit la fonction ff définie par f(x)=12x8f\left(x\right)=\frac{1}{-2x-8}.

Donner la forme de la fonction ff.

Correction
La fonction ff est une fonction homographique.
Question 2

Déterminer son domaine de définition DfD_{f}.

Correction
ff est définie pour toutes les valeurs réelles sauf celles qui annulent le dénominateur de ff.
La valeur interdite est celle qui annule le dénominateur 2x8-2x-8.
Ainsi : 2x8=02x=8x=82-2x-8=0\Leftrightarrow -2x=8\Leftrightarrow x=\frac{8}{-2} d'où x=4x=-4 . Il en résulte donc que x=4x=-4 est la valeur interdite.
Le domaine de définition est :
Df=];4[]4;+[D_{f} =\left]-\infty ;-4 \right[\cup \left]-4 ;+\infty \right[
.
Question 3

Etudier le sens de variation de ff sur DfD_{f}.

Correction
Dans un premier temps, nous allons étudier les variations sur l'intervalle ];4[\left]-\infty ;4 \right[ puis dans un second temps sur l'intervalle ]4;+[\left]4;+\infty \right[.
11ercas : L'étude sur ];4[\left]-\infty ;-4 \right[
On décompose la fonction ff en 1u\frac{1}{u} avec u(x)=2x8u\left(x\right)=-2x-8.
uu est une fonction affine décroissante car le coefficient directeur a=2<0a=-2<0.
De plus, la fonction uu est de signe constant sur l'intervalle ];4[\left]-\infty ;-4 \right[ comme le montre le tableau de signe ci-dessous :
    Inverse
  • Soit II un intervalle où la fonction ff ne s'annule pas. Alors les fonctions ff et 1f\frac{1}{f} ont des sens de variations contraires.
Comme les fonctions uu et 1u\frac{1}{u} ont des sens de variations contraires, alors la fonction 1u\frac{1}{u} c'est à dire 12x8\frac{1}{-2x-8} est décroissante sur l'intervalle ];4[\left]-\infty ;-4 \right[.
22èmecas : L'étude sur ]4;+[\left]4;+\infty \right[
On décompose la fonction ff en 1u\frac{1}{u} avec u(x)=2x8u\left(x\right)=-2x-8.
uu est une fonction affine décroissante car le coefficient directeur a=2<0a=-2<0.
De plus, la fonction uu est de signe constant sur l'intervalle ]4;+[\left]4;+\infty \right[ comme le montre le tableau de signe ci-dessous :
    Inverse
  • Soit II un intervalle où la fonction ff ne s'annule pas. Alors les fonctions ff et 1f\frac{1}{f} ont des sens de variations contraires.
Comme les fonctions uu et 1u\frac{1}{u} ont des sens de variations contraires, alors la fonction 1u\frac{1}{u} c'est à dire 12x8\frac{1}{-2x-8} est décroissante sur l'intervalle ]4;+[\left]4;+\infty \right[.
On résume cela dans le tableau de variation ci-dessous :
Question 4
Soit la fonction gg définie par g(x)=3x9g\left(x\right)=\sqrt{-3x-9}.

Donner la forme de gg.

Correction
La fonction gg est une fonction racine carrée.
Question 5

Déterminer son domaine de définition DgD_{g}.

Correction
La fonction gg est définie pour toutes les valeurs réelles qui rendent le radical positif ou nul.
Le radical correspond à l'expression qui est sous la racine carrée.
gg est définie si , et seulement si : 3x90-3x-9\ge0.
Ainsi :
3x903x9x93x3-3x-9\ge0\Leftrightarrow-3x\ge9\Leftrightarrow x\le\frac{9}{-3}\Leftrightarrow x\le-3
L'ensemble de définition de la fonction gg est :
Dg=];3]D_{g}=\left]-\infty;-3\right]
.
Question 6

Etudier son sens de variation sur ];3]\left]-\infty;-3\right].

Correction
Pour les variations, on décompose la fonction gg en u\sqrt{u} avec u(x)=3x9u\left(x\right)=-3x-9.
La fonction uu est une fonction affine de coefficient directeur a=3<0a=-3<0. La fonction uu est donc décroissante sur ];3]\left]-\infty;-3\right].
    Racine carré
  • Soit une fonction ff positive sur II , alors les fonctions ff et f\sqrt{f} ont les mêmes variations.
Comme les fonctions uu et u\sqrt{u} ont les mêmes variations, la fonction gg est décroissante sur ];3]\left]-\infty;-3\right].