Variations des fonctions polynômes du second degré - Exercice 7

7 min
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Soit ff la fonction définie par f(x)=−9x2+72x−6f\left(x\right)=-9x^{2} +72x-6 sur l'intervalle [1;9]\left[1;9\right] .
Question 1

Déterminer la dérivée de ff sur l'intervalle [1;9]\left[1;9\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)=−9×2x+72f'\left(x\right)=-9\times 2x+72
    f′(x)=−18x+72f'\left(x\right)=-18x+72
    Question 2

    Étudier les variations de la fonction ff sur l’intervalle [1;9]\left[1;9\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)=−18x+72f'\left(x\right)=-18x+72
    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
    −18x+72≥0-18x+72\ge 0
    −18x≥−72-18x\ge -72
    x≤−72−18x\le \frac{-72}{-18} . 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≤4x\le 4
    Cela signifie que l'on va mettre le signe ++ dans la ligne de −18x+72-18x+72 lorsque xx sera inférieur ou égale à 44.
    Il en résulte donc que :
    • si x∈[1;4]x\in\left[1;4\right] alors f′(x)≥0f'\left(x\right)\ge0 et donc ff est croissante sur cet intervalle.
    • si x∈[4;9]x\in\left[4;9\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 :
  • f(1)=−9×12+72×1−6f\left(1\right)=-9\times1^{2} +72\times1-6 d'où
    f(1)=57f\left(1\right)=57
  • f(4)=−9×42+72×4−6f\left(4\right)=-9\times4^{2} +72\times4-6 d'où
    f(4)=138f\left(4\right)=138
  • f(9)=−9×92+72×9−6f\left(9\right)=-9\times9^{2} +72\times9-6 d'où
    f(9)=−87f\left(9\right)=-87
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