Mathématiques

Question

Je n'arrive pas à résoudre cet exercice, pouvez-vous m'aider s'il vous plait ? Je vous remercie d'avance.
Je n'arrive pas à résoudre cet exercice, pouvez-vous m'aider s'il vous plait ? Je vous remercie d'avance.
Je n'arrive pas à résoudre cet exercice, pouvez-vous m'aider s'il vous plait ? Je vous remercie d'avance.

1 Réponse

  • Bonsoir,
    La courbe C1 se trouve toujours négative sur [0;+∞[ donc si elle est la dérivée d'une autre alors celle-ci sera décroissante sur [0;+∞[, c'est le cas de C3. Pour C(3), on remarque qu'elle est positive sur l'intervalle ]0;2] et négative sur [2;+∞[, on en déduit alors que la fonction dont elle dérive doit être croissante sur ]0;2] puis décroissante sur [2;+∞[. On peut donc dire que C3 dérive de C2.
    On en conclut la courbe C1 est celle de f, C3 celle de g et C2 celle de h.

    1) Soit h la fonction définie sur [0;+∞[ telle que: h(x)=[-9/(2x+1)]-x+8. 
    On sait que la fonction g est la dérivée de h donc on peut écrire que:
    g(x)=h'(x)
    g(x)=([-9/(2x+1)-x+8)'
    On appelle u(x) la fonction telle que:
    u(x)=-9/(2x+1)
    C’est une fonction du type 1/u(x) donc sa dérivée sera du type -u'(x)/u(x)² donc:
    u'(x)=(-9×(-2))/(2x+1)²
    u'(x)=18/(2x+1)²
    On peut alors l'intégrer à g(x):
    g(x)=18/(2x+1)²-1
    On sait aussi que la fonction f est la dérivée de g donc nous pouvons poser:
    f(x)=g'(x)
    f(x)=(18/(2x+1)²-1)'
    Comme 18/(2x+1)² qui est une fonction du type u(x)/v(x) donc sa dérivée sera du type (u'(x)v(x)-u(x)v'(x))/(v(x))² donc:
    u(x)=18⇒u'(x)=0
    v(x)=(2x+1)²⇒v'(x)=4(2x+1) (car  du type u(x)^n)
    f(x)=-18×4(2x+1)/(2x+1)⁴
    f(x)=-72/(2x+1)³
    Pour connaître les variations, nous allons étudier le signe des dérivées. Nous allons commencer par étudier le signe de f.
    On remarque que sur [0;+∞[ (2x+1)³>0 donc f(x)<0 sur cet intervalle, on en déduit alors que la fonction g est strictement décroissante sur [0;+∞[
    Pour le signe de g, nous devons résoudre g(x)=0 donc:
    g(x)=0
    18/(2x+1)²-1=0
    18-(2x+1)²=0
    18-4x²-4x-1=0
    4x²+4x-17=0
    Δ=b²-4ac=(4)²-4(4)(-17)=16+112=128
    x(1)=(-b-√Δ)/2a=(-4-√128)/8=(-1-2√2)/2≤0
    x(2)=(-b+√Δ)/2a=(-1+2√2)/2
    D'après le théorème du signe du polynôme, g(x)≥0 sur [(-1+2√2)/2;+∞[ donc h sera croissante sur cet intervalle et g(x)≤0 sur [0;(-1+2√2)/2] donc h sera décroissante sur cet intervalle. Pour les variations de f, nous allons calculer sa dérivée f':
    f'(x)=(-72/(2x+1)³) (type u/v)
    u(x)=-72⇒u'(x)=0
    v(x)=(2x+1)³⇒ v'(x)=6(2x+1)² (type uⁿ)
    f'(x)=(u'(x)v(x)-u(x)v'(x))/(v(x))²
    f'(x)=72(2x+1)²/(2x+1)⁶
    f'(x)=72/(2x+1)⁴
    ∀x∈[0;+∞[, on a (2x+1)⁴>0 donc f'(x)>0 sur cet intervalle donc f est strictement croissante sur [0;+∞[