Soit g la fonction définie sur [−2;10] par g(x)=−2x3−2x2+10x+18.
Déterminer le tableau de variation de la fonction g sur [−2;10].
Correction
Nous avons donc :
g′(x)=−6x2−4x2+10
. Il s'agit d'une équation du second degré, on calcule le discriminant et on détermine les racines. Ainsi : Δ=256 , il existe donc deux racines réelles distinctes telles que : x1=−35 et x2=1. Comme a=−6<0, la parabole est tournée vers le bas c'est-à-dire que g′ est du signe de a à l'extérieur des racines et du signe opposé à a entre les racines. On en déduit le tableau de signe de g′ ainsi que le tableau de variation de g. On indiquera les valeurs des extrema.
g(−2)=−2×(−2)3−2×(−2)2+10×(−2)+18 ainsi
g(−2)=6
g(−35)=−2×(−35)3−2×(−35)2+10×(−35)+18 ainsi
g(−35)=27136
g(1)=−2×13−2×12+10×1+18 ainsi
g(1)=24
g(10)=−2×103−2×102+10×10+18 ainsi
g(10)=−2082
Question 2
Démontrer que l'équation g(x)=0 admet une unique solution sur [−2;10]. On notera α cette solution.
Correction
On reprend le tableau de variation fait à la question 2. On fera apparaître le zéro que l'on recherche.
De plus :
Sur [−2;1] , la fonction g est continue et admet 27136 comme minimum. La fonction g est strictement positive. Donc l'équation g(x)=0 n'a pas de solution sur cet intervalle.
Sur [1;10[ , la fonction g est continue et strictement décroissante. De plus, g(1)=24 et g(10)=−2082 . Or 0∈[−2082;24] , donc d'après le théorème des valeurs intermédiaires, il existe une unique solution α sur [−2;10] tel que g(x)=0
Question 3
Déterminer un encadrement de α à 10−2 près.
Correction
A la calculatrice, on vérifie que : g(2,47)≈0,3597 et g(2,48)≈−0,006 Or 0∈[−0,006;0,3597], donc d'après le théorème des valeurs intermédiaires on en déduit que : 2,47≤α≤2,48
Question 4
Déterminer le signe de la fonction g sur [−2;10].
Correction
Sur [−2;1], la fonction g est continue et admet 27136 comme minimum. La fonction g est strictement positive. Sur [1;10], la fonction g est continue et strictement décroissante et g(α)=0 Donc g(x)≥0 pour tout x∈[−2;α] et g(x)≤0 pour tout x∈[α;10] On résume cela dans un tableau de signe :
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