Soit f la fonction définie sur R∗ par : f(x)=x−7+x25
Déterminer f′(x)
Correction
(xnombre)′=−x2nombre
Nous avons f(x)=x−7+x25 alors :
f′(x)=1−x225
Question 2
Montrer que pour tout réel x non nul, on a : f′(x)=x2(x−5)(x+5)
Correction
Nous savons que : f′(x)=1−x225 . Nous allons tout mettre au même dénominateur . f′(x)=11−x225 f′(x)=x21×x2−x225 f′(x)=x2x2−25 f′(x)=x2x2−52 . Ici on fait apparaître une identité remarquable afin de factoriser le numérateur.
a2−b2=(a−b)(a+b)
Ainsi :
f′(x)=x2(x−5)(x+5)
Question 3
Déterminer le signe de f′(x) .
Correction
Pour étudier le signe d'un quotient :
on identifie la valeur interdite .
On étudie le signe de chaque facteur.
On regroupe dans un tableau le signe de chaque facteur. La première ligne du tableau contenant les valeurs, rangées dans l'ordre croissant, qui annulent chacun des facteurs.
On utilise la règle des signes pour remplir la dernière ligne
On n'oubliera pas la double barre pour la valeur interdite .
En italique ce sont des phrases explicatives qui ne doivent pas apparaître sur vos copies, elles servent juste à vous expliquer le raisonnement.
Premieˋrement
Le dénominateur x2 s'annule pour x=0 qui est la valeur interdite . C'est pour cette raison que nous travaillons sur R∗ . Le signe de x2 est alors strictement positif. Donc le signe de f(x) ne dépend alors que de son numérateur (x−5)(x+5) . Dans le tableau il y aura une double barre pour la valeur 0 .
Deuxieˋmement :
x−5=0⇔x=5 Soit x↦x−5 est une fonction affine croissante car son coefficient directeur a=1>0. (Cela signifie que la fonction MONTE donc on commencera dans la ligne x−5 par le signe (−) et dès que l'on dépasse la valeur x=5 on mettra le signe (+) dans le tableau de signe.)
Troisieˋmement :
x+5=0⇔x=−5 Soit x↦x+5 est une fonction affine croissante car son coefficient directeur a=1>0. (Cela signifie que la fonction MONTE donc on commencera dans la ligne x+5 par le signe (−) et dès que l'on dépasse la valeur x=−5 on mettra le signe (+) dans le tableau de signe.) Le tableau du signe de f′(x) est alors :
Question 4
En déduire les variations de f.
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].
f(−5)=−5−7+(−5)25 donc f(−5)=−17
f(5)=5−7+525 donc f(5)=3
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