Fonction de référence : La fonction carrée $f\left(x\right)=x^{2}$

Comment donner un encadrement en utilisant la fonction carrée - Exercice 1

15 min
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Question 1

Soit x[2;5]x\in\left[2;5\right]. Donner un encadrement de x2x^{2}.

Correction
x[2;5]x\in\left[2;5\right] se traduit en inégalité par 2x52\le x\le5 .
Or la fonction xx2x\mapsto x^{2} est croissante sur l'intervalle [0;+[\left[0;+\infty\right[ donc deux nombres positifs et leurs carrés sont rangés dans le même ordre. Il vient alors :
22x2522^{2}\le x^{2}\le5^{2}
Ainsi :
4x2254\le x^{2}\le25

Question 2

Soit x[4;3]x\in\left[-4;-3\right]. Donner un encadrement de x2x^{2}.

Correction
x[4;3]x\in\left[-4;-3\right] se traduit en inégalité par 4x3-4\le x\le -3 .
Or la fonction xx2x\mapsto x^{2} est décroissante sur l'intervalle [0;+[\left[0;+\infty\right[ donc deux nombres négatifs et leurs carrés sont rangés dans l'ordre contraire. Il vient alors :
(4)2x2(3)2\left(-4\right)^{2} \ge x^{2} \ge \left(-3\right)^{2}
16x2916\ge x^{2} \ge 9
Ainsi :
9x2169\le x^{2}\le16
Question 3

Soit x[1;6]x\in\left[1;6\right]. Donner un encadrement de x2x^{2}.

Correction
x[1;6]x\in\left[1;6\right] se traduit en inégalité par 1x61\le x\le6 .
Or la fonction xx2x\mapsto x^{2} est croissante sur l'intervalle [0;+[\left[0;+\infty\right[ donc deux nombres positifs et leurs carrés sont rangés dans le même ordre. Il vient alors :
12x2621^{2}\le x^{2}\le6^{2}
Ainsi :
1x2361\le x^{2}\le36
Question 4

Soit x[7;2]x\in\left[-7;2\right]. Donner un encadrement de x2x^{2}.

Correction
La fonction carré ff n’est pas monotone sur l’intervalle x[7;2]x\in\left[-7;2\right].
ff est décroissante sur [7;0]\left[-7;0\right] et croissante sur [0;2]\left[0;2\right].
Nous allons nous aider du tableau de variation de la fonction xx2x\mapsto x^{2}. Il vient alors que :
Ainsi :
0x2490\le x^{2}\le49
. Nous voyons bien que le minimum vaut 0{\color{red}0} et le maximum vaut 49{\color{blue}49} .
Question 5

Soit x[1;3]x\in\left[-1;3\right]. Donner un encadrement de x2x^{2}.

Correction
La fonction carré ff n’est pas monotone sur l’intervalle x[1;3]x\in\left[-1;3\right].
ff est décroissante sur [1;0]\left[-1;0\right] et croissante sur [0;3]\left[0;3\right].
Nous allons nous aider du tableau de variation de la fonction xx2x\mapsto x^{2}. Il vient alors que :
Ainsi :
0x290\le x^{2}\le9
. Nous voyons bien que le minimum vaut 0{\color{red}0} et le maximum vaut 9{\color{blue}9} .
Question 6

Soit x]5;9]x\in\left]\sqrt{5};9\right]. Donner un encadrement de x2x^{2}.

Correction
x]5;9]x\in\left]\sqrt{5};9\right] se traduit en inégalité par 5<x9\sqrt{5} < x\le 9 .
Or la fonction xx2x\mapsto x^{2} est croissante sur l'intervalle [0;+[\left[0;+\infty\right[ donc deux nombres positifs et leurs carrés sont rangés dans le même ordre. Il vient alors :
(5)2<x292\left(\sqrt{5}\right)^{2}<x^{2}\le9^{2}
Ainsi :
5<x2815<x^{2}\le81