Variations des fonctions polynômes du second degré - Exercice 4

7 min
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Soit ff la fonction définie par f(x)=−3,5x2+21x−1f\left(x\right)=-3,5x^{2} +21x-1 sur l'intervalle [1;5]\left[1;5\right] .
Question 1

Déterminer la dérivée de ff sur l'intervalle [1;5]\left[1;5\right].

Correction
  • La dérivée d'un nombre{\color{blue}nombre} est 0.{\color{blue}0} .
  • La dérivée d'un nombre×x{\color{blue}nombre\times x} est nombre.{\color{blue}nombre} .
  • La dérivée de x2{\color{blue}x^{2}} est 2x.{\color{blue}2x} .
  • La dérivée d'un nombre×x2{\color{blue}nombre\times x^{2}} est nombre×2x.{\color{blue}nombre\times2x} .
  • f′(x)=−2×3,5x+21f'\left(x\right)=-2\times 3,5x+21
    f′(x)=−7x+21f'\left(x\right)=-7x+21
    Question 2

    Étudier les variations de la fonction ff sur l’intervalle [1;5]\left[1;5\right].

    Correction
    • Si f′f' est négative sur [a;b]\left[a;b\right] alors ff est décroissante sur [a;b]\left[a;b\right].
    • Si f′f' est positive sur [a;b]\left[a;b\right] alors ff est croissante sur [a;b]\left[a;b\right].
    Nous savons que : f′(x)=−7x+21f'\left(x\right)=-7x+21
    Ici la dérivée est une fonction du 11er degré.
    Pour étudier son signe, nous allons résoudre l'inéquation f′(x)≥0f'\left(x\right)\ge 0.
    En effet, en résolvant f′(x)≥0f'\left(x\right)\ge 0, on déterminera ainsi l'intervalle sur lequel la dérivée est positive ou nulle.
    Il vient alors que :
    f′(x)≥0f'\left(x\right)\ge 0 équivaut successivement à
    −7x+21≥0-7x+21\ge 0
    −7x≥−21-7x\ge -21
    x≤−21−7x\le \frac{-21}{-7} . Attention : on change le sens de l’ineˊquation car on divise par un neˊgatif.{\color{red}\text{Attention : on change le sens de l'inéquation car on divise par un négatif.}}
    x≤3x\le 3
    Cela signifie que l'on va mettre le signe ++ dans la ligne de −7x+21-7x+21 lorsque xx sera inférieur ou égale à 33.
    Il en résulte donc que :
    • si x∈[1;3]x\in\left[1;3\right] alors f′(x)≥0f'\left(x\right)\ge0 et donc ff est croissante sur cet intervalle.
    • si x∈[3;5]x\in\left[3;5\right] alors f′(x)≤0f'\left(x\right)\le0 et donc ff est décroissante sur cet intervalle.
    Nous traduisons toutes ces informations dans le tableau de variation ci-dessous :

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