Dérivation : Partie enseignement de spécialité

La forme uv\frac{u}{v} ou la dérivée d'un quotient - Exercice 3

12 min
30
Pour les fonctions suivantes calculer la fonction dérivée :
Question 1

f(x)=2x3+2x28x+10x24x+5f\left(x\right)=\frac{2x^{3} +2x^{2}-8x+10}{x^{2} -4x+5}

Correction
ff est dérivable sur R{1;4}\mathbb{R}-\left\{1;4\right\} (on enlève les valeurs interdites). ( c'est facile à montrer on calcule le delta du dénominateur).
    Deˊriveˊe du quotient\text{\purple{Dérivée du quotient}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uvuvv2\left(\frac{u}{v} \right)^{'} =\frac{u'v-uv'}{v^{2} }
On reconnaît la forme (uv)=uvuvv2\color{red}\boxed{\left(\frac{u}{v} \right)^{'} =\frac{u'v-uv'}{v^{2} }} avec u(x)=2x3+2x28x+10u\left(x\right)=2x^{3}+2x^{2}-8x+10 et v(x)=x24x+5v\left(x\right)=x^{2}-4x+5
Ainsi : u(x)=6x2+4x8u'\left(x\right)=6x^{2}+4x-8 et v(x)=2x4v'\left(x\right)=2x-4.
Il vient alors que :
f(x)=(6x2+4x8)×(x24x+5)(2x3+2x28x+10)×(2x4)(x24x+5)2f'\left(x\right)=\frac{\left(6x^{2}+4x-8\right)\times \left(x^{2}-4x+5\right)-\left(2x^{3}+2x^{2}-8x+10\right)\times \left(2x-4\right)}{\left(x^{2}-4x+5\right)^{2} }
f(x)=(6x424x3+30x2+4x316x2+20x8x2+32x40)(4x48x3+4x38x216x2+32x+20x40)(x24x+5)2f'\left(x\right)=\frac{\left(6x^{4}-24x^{3}+30x^{2}+4x^{3}-16x^{2}+20x-8x^{2}+32x-40\right)-\left(4x^{4} -8x^{3}+4x^{3}-8x^{2}-16x^{2}+32x+20x-40\right)}{\left(x^{2}-4x+5\right)^{2} }
f(x)=(6x420x3+6x2+52x40)(4x44x324x2+52x40)(x24x+5)2f'\left(x\right)=\frac{\left(6x^{4} -20x^{3}+6x^{2}+52x-40\right)-\left(4x^{4} -4x^{3}-24x^{2}+52x-40\right)}{\left(x^{2}-4x+5\right)^{2} }
f(x)=6x420x3+6x2+52x404x4+4x3+24x252x+40(x24x+5)2f'\left(x\right)=\frac{6x^{4} -20x^{3}+6x^{2}+52x-40-4x^{4}+4x^{3}+24x^{2}-52x+40}{\left(x^{2}-4x+5\right)^{2} }
f(x)=2x416x3+30x2(x24x+5)2f'\left(x\right)=\frac{2x^{4}-16x^{3}+30x^{2}}{\left(x^{2}-4x+5\right)^{2} }
f(x)=(2x2)(x28x+15)(x24x+5)2f'\left(x\right)=\frac{\left(2x^{2}\right)\left(x^{2} -8x+15\right)}{\left(x^{2} -4x+5\right)^{2} }
Question 2

f(x)=2x2+2x4xf\left(x\right)=\frac{2x^{2}+2x-4}{x}

Correction
ff est dérivable sur R{0}\mathbb{R}-\left\{0\right\} (on enlève la valeur interdite).
    Deˊriveˊe du quotient\text{\purple{Dérivée du quotient}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uvuvv2\left(\frac{u}{v} \right)^{'} =\frac{u'v-uv'}{v^{2} }
On reconnaît la forme (uv)=uvuvv2\color{red}\boxed{\left(\frac{u}{v} \right)^{'} =\frac{u'v-uv'}{v^{2} }} avec u(x)=2x2+2x4u\left(x\right)=2x^{2} +2x-4 et v(x)=xv\left(x\right)=x
Ainsi : u(x)=4x+2u'\left(x\right)=4x+2 et v(x)=1v'\left(x\right)=1.
Il vient alors que :
f(x)=(4x+2)×x(2x2+2x4)×(1)(x)2f'\left(x\right)=\frac{\left(4x+2\right)\times x-\left(2x^{2}+2x-4\right)\times \left(1\right)}{\left(x\right)^{2} }
f(x)=(4x2+2x)(2x2+2x4)(x)2f'\left(x\right)=\frac{\left(4x^{2} +2x\right)-\left(2x^{2}+2x-4\right)}{\left(x\right)^{2} }
f(x)=4x2+2x2x22x+4(x)2f'\left(x\right)=\frac{4x^{2} +2x-2x^{2}-2x+4}{\left(x\right)^{2} }
f(x)=2x2+4x2f'\left(x\right)=\frac{2x^{2} +4}{x^{2} }
Question 3

f(x)=8x344x2+1f\left(x\right)=\frac{-8x^{3}-4}{4x^{2}+1}

Correction
ff est dérivable sur R\mathbb{R}.
    Deˊriveˊe du quotient\text{\purple{Dérivée du quotient}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uvuvv2\left(\frac{u}{v} \right)^{'} =\frac{u'v-uv'}{v^{2} }
On reconnaît la forme (uv)=uvuvv2\color{red}\boxed{\left(\frac{u}{v} \right)^{'} =\frac{u'v-uv'}{v^{2} }} avec u(x)=8x34u\left(x\right)=-8x^{3}-4 et v(x)=4x2+1v\left(x\right)=4x^{2}+1
Ainsi : u(x)=24x2u'\left(x\right)=-24x^{2} et v(x)=8xv'\left(x\right)=8x.
Il vient alors que :
f(x)=24x2×(4x2+1)(8x34)×8x(4x2+1)2f'\left(x\right)=\frac{-24x^{2} \times \left(4x^{2} +1\right)-\left(-8x^{3} -4\right)\times 8x}{\left(4x^{2} +1\right)^{2} }
f(x)=96x424x2(64x432x)(4x2+1)2f'\left(x\right)=\frac{-96x^{4} -24x^{2} -\left(-64x^{4} -32x\right)}{\left(4x^{2} +1\right)^{2} }
f(x)=96x424x2+64x4+32x(4x2+1)2f'\left(x\right)=\frac{-96x^{4} -24x^{2} +64x^{4} +32x}{\left(4x^{2} +1\right)^{2} }
f(x)=32x424x2+32x(4x2+1)2f'\left(x\right)=\frac{-32x^{4} -24x^{2} +32x}{\left(4x^{2} +1\right)^{2} }

Question 4

f(x)=3x27xx3+2f\left(x\right)=\frac{3x^{2}-7x}{-x^{3}+2}

Correction
ff est dérivable sur R\mathbb{R}.
    Deˊriveˊe du quotient\text{\purple{Dérivée du quotient}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uvuvv2\left(\frac{u}{v} \right)^{'} =\frac{u'v-uv'}{v^{2} }
On reconnaît la forme (uv)=uvuvv2\color{red}\boxed{\left(\frac{u}{v} \right)^{'} =\frac{u'v-uv'}{v^{2} }} avec u(x)=3x27xu\left(x\right)=3x^{2}-7x et v(x)=x3+2v\left(x\right)=-x^{3}+2
Ainsi : u(x)=6x7u'\left(x\right)=6x-7 et v(x)=3x2v'\left(x\right)=-3x^{2}.
Il vient alors que :
f(x)=(6x7)×(x3+2)(3x27x)×3x2(x3+2)2f'\left(x\right)=\frac{(6x-7) \times \left(-x^{3}+2\right)-\left(3x^{2}-7x\right)\times -3x^{2}}{\left(-x^{3}+2\right)^{2} }
f(x)=6x×(x3)+6x×27×(x3)7×2(3x2×(3x2)7x×(3x2))(x3+2)2f'\left(x\right)=\frac{6x \times (-x^{3})+6x\times2-7\times(-x^{3})-7\times2-(3x^{2}\times(-3x^{2})-7x\times(-3x^{2}))}{\left(-x^{3}+2\right)^{2} }
f(x)=6x4+12x+7x314(9x4+21x3)(x3+2)2f'\left(x\right)=\frac{-6x^{4} +12x+7x^{3}-14 -\left(-9x^{4} +21x^{3}\right)}{\left(-x^{3}+2\right)^{2} }
f(x)=6x4+7x3+12x14+9x421x3(x3+2)2f'\left(x\right)=\frac{-6x^{4}+7x^{3} +12x-14 +9x^{4} -21x^{3}}{\left(-x^{3}+2\right)^{2} }
f(x)=3x414x3+12x14(x3+2)2f'\left(x\right)=\frac{3x^{4} -14x^{3} +12x-14}{\left(-x^{3}+2\right)^{2} }