Déterminer une équation de la tangente au point d'abscisse aa - Exercice 3

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Pour les fonctions suivantes déterminer une équation de la tangente à la courbe CfC_{f} au point d'abscisse aa.
Question 1

f(x)=−2x2+3x−5 ;a=1f\left(x\right)=-2x^{2} +3x-5~; a=1

Correction
L'équation de la tangente au point d'abscisse aa s'écrit y=f′(a)(x−a)+f(a)y=f'\left(a\right)\left(x-a\right)+f\left(a\right).
Ici a=1a=1, ce qui donne, y=f′(1)(x−1)+f(1)y=f'\left(1\right)\left(x-1\right)+f\left(1\right).
1\red{1}eˋre\red{\text{ère}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer la dérivée de ff
f′(x)=−2×2x+3f'\left(x\right)=-2\times 2x+3
f′(x)=−4x+3f'\left(x\right)=-4x+3
2\red{2}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f(1)f\left(1\right)
f(1)=−2×12+3×1−5f\left(1\right)=-2\times 1^{2} +3\times 1-5
f(1)=−4f\left(1\right)=-4
3\red{3}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f′(1)f'\left(1\right)
f′(1)=−4×1+3f'\left(1\right)=-4\times 1+3
f′(1)=−1f'\left(1\right)=-1
4\red{4}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} on remplace les valeurs de f(1)f\left(1\right) et de f′(1)f'\left(1\right) dans la formule de l'équation de tangente.
On sait que :
y=f′(1)(x−1)+f(1)y=f'\left(1\right)\left(x-1\right)+f\left(1\right)
y=(−1)×(x−1)−4y=\left(-1\right)\times \left(x-1\right)-4
y=−x+1−4y=-x+1-4
y=−x−3y=-x-3

Ainsi l'équation de la tangente à la courbe CfC_{f} au point d'abscisse 11 est alors y=−x−3y=-x-3.
Question 2

f(x)=−x3+3x−5 ;a=2f\left(x\right)=-x^{3} +3x-5~; a=2

Correction
L'équation de la tangente au point d'abscisse aa s'écrit y=f′(a)(x−a)+f(a)y=f'\left(a\right)\left(x-a\right)+f\left(a\right).
Ici a=2a=2, ce qui donne, y=f′(2)(x−2)+f(2)y=f'\left(2\right)\left(x-2\right)+f\left(2\right).
1\red{1}eˋre\red{\text{ère}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer la dérivée de ff
f′(x)=−3×x2+3f'\left(x\right)=-3\times x^{2} +3
f′(x)=−3x2+3f'\left(x\right)=-3x^{2} +3
2\red{2}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f(2)f\left(2\right)
f(2)=−23+3×2−5f\left(2\right)=-2^{3} +3\times 2-5
f(2)=−7f\left(2\right)=-7
3\red{3}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f′(2)f'\left(2\right)
f′(2)=−3×22+3f'\left(2\right)=-3\times 2^{2} +3
f′(2)=−9f'\left(2\right)=-9
4\red{4}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} on remplace les valeurs de f(2)f\left(2\right) et de f′(2)f'\left(2\right) dans la formule de l'équation de tangente.
On sait que :
y=f′(2)(x−2)+f(2)y=f'\left(2\right)\left(x-2\right)+f\left(2\right)
y=−9×(x−2)−7y=-9\times \left(x-2\right)-7
y=−9x+18−7y=-9x+18-7
y=−9x+11y=-9x+11

Ainsi l'équation de la tangente à la courbe CfC_{f} au point d'abscisse 22 est alors y=−9x+11y=-9x+11
Question 3

f(x)=(3x−1)(2x+6) ;a=−1f\left(x\right)=\left(3x-1\right)\left(2x+6\right)~; a=-1

Correction
L'équation de la tangente au point d'abscisse aa s'écrit y=f′(a)(x−a)+f(a)y=f'\left(a\right)\left(x-a\right)+f\left(a\right).
Ici a=−1a=-1, on a alors y=f′(−1)(x−(−1))+f(−1)y=f'\left(-1\right)\left(x-\left(-1\right)\right)+f\left(-1\right) ce qui donne : y=f′(−1)(x+1)+f(−1)y=f'\left(-1\right)\left(x+1\right)+f\left(-1\right).
1\red{1}eˋre\red{\text{ère}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer la dérivée de ff
On reconnaît la forme (uv)′=u′v+uv′\left(uv\right)'=u'v+uv' avec u(x)=3x−1u\left(x\right)=3x-1 et v(x)=2x+6v\left(x\right)=2x+6
Ainsi : u′(x)=3u'\left(x\right)=3 et v′(x)=2v'\left(x\right)=2.
Il vient alors que :
f′(x)=3×(2x+6)+(3x−1)×2f'\left(x\right)=3\times \left(2x+6\right)+\left(3x-1\right)\times 2
f′(x)=6x+18+6x−2f'\left(x\right)=6x+18+6x-2
f′(x)=12x+16f'\left(x\right)=12x+16
2\red{2}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f(−1)f\left(-1\right)
f(−1)=(3×(−1)−1)×(2×(−1)+6)f\left(-1\right)=\left(3\times \left(-1\right)-1\right)\times \left(2\times \left(-1\right)+6\right)
f(−1)=(−3−1)×(−2+6)f\left(-1\right)=\left(-3-1\right)\times \left(-2+6\right)
f(−1)=(−4)×4f\left(-1\right)=\left(-4\right)\times 4
f(−1)=−16f\left(-1\right)=-16
3\red{3}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f′(−1)f'\left(-1\right)
f′(−1)=12×(−1)+16f'\left(-1\right)=12\times \left(-1\right)+16
f′(−1)=−12+16f'\left(-1\right)=-12+16
f′(−1)=4f'\left(-1\right)=4
4\red{4}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} on remplace les valeurs de f(2)f\left(2\right) et de f′(2)f'\left(2\right) dans la formule de l'équation de tangente.
On sait que :
y=f′(−1)(x+1)+f(−1)y=f'\left(-1\right)\left(x+1\right)+f\left(-1\right)
y=4×(x+1)−16y=4\times \left(x+1\right)-16
y=4x+4−16y=4x+4-16
y=4x−12y=4x-12

Ainsi l'équation de la tangente à la courbe CfC_{f} au point d'abscisse −1-1 est alors y=4x−12y=4x-12
Question 4

f(x)=−5x2+2x−1 ;a=0f\left(x\right)=-5x^{2} +2x-1~; a=0

Correction
L'équation de la tangente au point d'abscisse aa s'écrit y=f′(a)(x−a)+f(a)y=f'\left(a\right)\left(x-a\right)+f\left(a\right).
Ici a=0a=0, ce qui donne, y=f′(0)(x−0)+f(0)y=f'\left(0\right)\left(x-0\right)+f\left(0\right).
1\red{1}eˋre\red{\text{ère}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer la dérivée de ff
f′(x)=−5×2x+2f'\left(x\right)=-5\times 2x+2
f′(x)=−10x+2f'\left(x\right)=-10x+2
2\red{2}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f(0)f\left(0\right)
f(0)=−5×02+2×0−1f\left(0\right)=-5\times 0^{2} +2\times 0-1
f(0)=−1f\left(0\right)=-1
3\red{3}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f′(0)f'\left(0\right)
f′(0)=−10×0+2f'\left(0\right)=-10\times 0+2
f′(0)=2f'\left(0\right)=2
4\red{4}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} on remplace les valeurs de f(0)f\left(0\right) et de f′(0)f'\left(0\right) dans la formule de l'équation de tangente.
On sait que :
y=f′(0)(x−0)+f(0)y=f'\left(0\right)\left(x-0\right)+f\left(0\right)
y=2×(x−0)−1y=2\times \left(x-0\right)-1
y=2x−1y=2x-1

Ainsi l'équation de la tangente à la courbe CfC_{f} au point d'abscisse 00 est alors y=2x−1y=2x-1.
Question 5

f(x)=2x−14x+3 ;a=−2f\left(x\right)=\frac{2x-1}{4x+3}~; a=-2

Correction
L'équation de la tangente au point d'abscisse aa s'écrit y=f′(a)(x−a)+f(a)y=f'\left(a\right)\left(x-a\right)+f\left(a\right).
Ici a=−2a=-2, ce qui donne, y=f′(−2)(x−(−2))+f(−2)y=f'\left(-2\right)\left(x-\left(-2\right)\right)+f\left(-2\right) que l'on peut écrire y=f′(−2)(x+2)+f(−2)y=f'\left(-2\right)\left(x+2\right)+f\left(-2\right)
1\red{1}eˋre\red{\text{ère}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer la dérivée de ff
On reconnaît la forme (uv)′=u′v−uv′v2\left(\frac{u}{v} \right)^{'} =\frac{u'v-uv'}{v^{2} } avec u(x)=2x−1u\left(x\right)=2x-1 et v(x)=4x+3v\left(x\right)=4x+3
Ainsi : u′(x)=2u'\left(x\right)=2 et v′(x)=4v'\left(x\right)=4.
Il vient alors que :
f′(x)=2×(4x+3)−(2x−1)×4(4x+3)2f'\left(x\right)=\frac{2\times \left(4x+3\right)-\left(2x-1\right)\times 4}{\left(4x+3\right)^{2} }
f′(x)=2×4x+2×3−(2x×4−1×4)(4x+3)2f'\left(x\right)=\frac{2\times 4x+2\times 3-\left(2x\times 4-1\times 4\right)}{\left(4x+3\right)^{2} }
f′(x)=8x+6−(8x−4)(4x+3)2f'\left(x\right)=\frac{8x+6-\left(8x-4\right)}{\left(4x+3\right)^{2} }
f′(x)=8x+6−8x+4(4x+3)2f'\left(x\right)=\frac{8x+6-8x+4}{\left(4x+3\right)^{2} }
f′(x)=10(4x+3)2f'\left(x\right)=\frac{10}{\left(4x+3\right)^{2} }
2\red{2}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f(−2)f\left(-2\right)
f(−2)=2×(−2)−14×(−2)+3f\left(-2\right)=\frac{2\times\left(-2\right)-1}{4\times\left(-2\right)+3}
f(−2)=1f\left(-2\right)=1
3\red{3}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} calculer f′(−2)f'\left(-2\right)
f′(−2)=10(4×(−2)+3)2f'\left(-2\right)=\frac{10}{\left(4\times\left(-2\right)+3\right)^{2} }
f′(−2)=25f'\left(-2\right)=\frac{2}{5}
4\red{4}eˋme\red{\text{ème}} eˊtape :\text{\red{ étape :}} on remplace les valeurs de f(−2)f\left(-2\right) et de f′(−2)f'\left(-2\right) dans la formule de l'équation de tangente.
On sait que :
y=f′(−2)(x+2)+f(−2)y=f'\left(-2\right)\left(x+2\right)+f\left(-2\right)
y=25×(x+2)+1y=\frac{2}{5}\times \left(x+2\right)+1
y=25x+45+1y=\frac{2}{5}x+\frac{4}{5}+1
y=25x+95y=\frac{2}{5}x+\frac{9}{5}

Ainsi l'équation de la tangente à la courbe CfC_{f} au point d'abscisse −2-2 est alors y=25x+95y=\frac{2}{5}x+\frac{9}{5}.

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