On considère la fonction f définie sur [−2,6] par : f(x)=2x2−16x+5 . On note Cf la courbe représentative de la fonction f .
Question 1
Déterminer l'expression de la dérivée f′ de f puis étudier le signe de f′(x) en fonction de x.
Correction
f est dérivable sur [−2,6] . On a :
f′(x)=4x−16
Ici la dérivée est une fonction du 1er degré. Pour étudier son signe, nous allons résoudre l'inéquation f′(x)≥0. En effet, en résolvant f′(x)≥0, on déterminera ainsi l'intervalle sur lequel la dérivée est positive ou nulle. Il vient alors que : f′(x)≥0 équivaut successivement à 4x−16≥0 4x≥16 x≥416 x≥4 Cela signifie que l'on va mettre le signe + dans la ligne de 4x−16 lorsque x sera supérieur ou égale à 4. Il en résulte donc que :
si x∈[−2;4] alors f′(x)≤0 .
si x∈[4;6] alors f′(x)≥0 .
Nous traduisons toutes ces informations dans le tableau de signe de f′ ci-dessous :
Question 2
Déterminer les extremums (éventuellement locaux) de f sur [−2,6] .
Correction
Si f′ est négative sur [a;b] alors f est décroissante sur [a;b].
Si f′ est positive sur [a;b] alors f est croissante sur [a;b].
D'après la question précédente :
si x∈[−2;4] alors f′(x)≤0 et donc f est décroissante sur cet intervalle.
si x∈[4;6] alors f′(x)≥0 et donc f est croissante sur cet intervalle.
Nous traduisons toutes ces informations dans le tableau de variation de f ci-dessous :
f(−2)=2×(−2)2−16×(−2)+5 ainsi f(−2)=45
f(4)=2×42−16×4+5 ainsi f(4)=−27
f(6)=2×62−16×6+5 ainsi f(6)=−19
Soit f une fonction dérivable sur un intervalle I et a un réel de I .
Si f′ s'annule en changeant de signe en a, alors f admet un extremum local en a .
D'après le tableau ci-dessus :
f′ s'annule en changeant de signe en 4 donc f admet un extremum local. Il s’agit, dans cette situation, d'un minimum
De plus :
Le maximum de f sur [−2,6] est atteint en x=−2 et a pour valeur 45 .
Le minimum de f sur [−2,6] est atteint en x=4 et a pour valeur −27 .
Question 3
La courbe Cf admet-elle des tangentes parallèles à l'axe des abscisses ? Si oui, donner les abscisses des points vérifiant que les tangentes soient parallèles à l'axe des abscisses .
Correction
La courbe Cf admet des tangentes parallèles à l'axe des abscisses si et seulement si f′ s'annule. La solution de l'équation f′(x)=0 est alors x=4 . Il en résulte donc qu'au point d'abscisse 4, la courbe Cf admet une tangente horizontale .
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