Exercice 7 - Exercice 1

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Soit ff la fonction définie sur ]0;+[\left]0;+\infty \right[ par : f(x)=6ln(x)+ax+bf\left(x\right)=6\ln \left(x\right)+ax+baa et bb sont des constantes réelles.
On appelle CfC_{f} la courbe représentative de la fonction ff dans un repère orthogonal (O;i;j)\left(O;\vec{i} ;\vec{j} \right).
Le point A(1;1)A\left(1;1\right) appartient à CfC_{f}.
CfC_{f} admet une tangente horizontale en son point d’abscisse 22.
Question 1
PARTIE A
Sur le graphique ci-dessous, on a tracé CfC_{f} (trait plein) ainsi que les courbes Γ\Gamma et Ω\Omega.
L’une de ces deux courbes est la représentation graphique de la fonction dérivée ff' de ff et l’autre représente une primitive FF de ff.

Indiquer laquelle des deux courbes est la représentation graphique de FF.

Correction
  • Lorsque ff est positive sur [a;b]\left[a;b\right] alors FF est croissante sur [a;b]\left[a;b\right]
  • Lorsque ff est négative sur [a;b]\left[a;b\right] alors FF est décroissante sur [a;b]\left[a;b\right]
On remarque , d'après le graphique , que la fonction ff est d'abord négative, puis positive et enfin négative.
Ainsi la représentation graphique de sa primitive FF devrait être donc commencer par être décroissante, croissante et enfin décroissante.
Or la représentation graphique de la courbe Γ\Gamma est uniquement décroissante. Elle ne peut donc pas correspondre à la représentation graphique de FF.
Finalement, La courbe Ω\Omega est la représentation graphique de FF.
Question 2

Par lecture graphique, déterminer f(1)f\left(1\right) et f(2)f'\left(2\right).

Correction
Le point A(1;1)A\left(1;1\right) appartient à CfC_{f}, il vient alors que
f(1)=1f\left(1\right)=1
.
La courbe CfC_{f} admet une tangente horizontale en son point d’abscisse 22. Or le coefficient directeur d'une tangente horizontale est nulle. Par définition, f(2)f'\left(2\right) correspond au coefficient directeur de la tangente à la courbe au point d'abscisse 22.
Ainsi
f(2)=0f'\left(2\right)=0

Question 3

Donner l’expression de f(x)f'\left(x\right) en fonction de xx et de aa.

Correction
ff est dérivable sur ]0;+[\left]0;+\infty \right[.
On obtient alors :
f(x)=6x+af'\left(x\right)=\frac{6}{x}+a

Question 4

À l’aide des résultats précédents, montrer que pour tout xx de l’intervalle ]0;+[\left]0;+\infty \right[, on a : f(x)=6ln(x)3x+4f\left(x\right)=6\ln \left(x\right)-3x+4

Correction
D'après les questions précédentes, nous savons que : f(1)=1f\left(1\right)=1 et f(2)=0f'\left(2\right)=0.
  • D'une part :
  • f(2)=0f'\left(2\right)=0 équivaut successivement à :
    62+a=0\frac{6}{2} +a=0
    a=3a=-3
  • D'autre part :
  • f(1)=1f\left(1\right)=1 équivaut successivement à :
    6ln(1)+a×1+b=16\ln \left(1\right)+a\times 1+b=1
    a+b=1a+b=1
    3+b=1-3+b=1
    b=4b=4

    Finalement : f(x)=6ln(x)3x+4f\left(x\right)=6\ln \left(x\right)-3x+4.

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