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Mathématiques et calcul 1er semestre

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Academic year: 2021

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Texte intégral

(1)

Mathématiques et calcul 1 er semestre

Université Paris Descartes

Paris Descartes Mathématiques et calcul 1 / 14

(2)

Septième partie VII

Études de fonctions

(3)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

1 Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x

1−x

Š

f(x) =exp(tanx).cosx

Paris Descartes Mathématiques et calcul 3 / 14

(4)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x 1−x

> 0

( 1 + x )( 1 x ) > 0 x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera

par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

(5)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x

1−x

> 0 ( 1 + x )( 1 x ) > 0

x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

Paris Descartes Mathématiques et calcul 4 / 14

(6)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x

1−x

> 0 ( 1 + x )( 1 x ) > 0 x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera

par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

(7)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x

1−x

> 0 ( 1 + x )( 1 x ) > 0 x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

Paris Descartes Mathématiques et calcul 4 / 14

(8)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x

1−x

> 0 ( 1 + x )( 1 x ) > 0 x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera

par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

(9)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x

1−x

> 0 ( 1 + x )( 1 x ) > 0 x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

Paris Descartes Mathématiques et calcul 4 / 14

(10)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x

1−x

> 0 ( 1 + x )( 1 x ) > 0 x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera

par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

(11)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x

1−x

> 0 ( 1 + x )( 1 x ) > 0 x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

Paris Descartes Mathématiques et calcul 4 / 14

(12)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x

1−x

> 0 ( 1 + x )( 1 x ) > 0 x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera

par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

(13)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction logarithme est définie pour x > 0.

Il faut que :

1+x

1−x

> 0 ( 1 + x )( 1 x ) > 0 x ] 1 , 1 [

1.2

f ( x ) = ( x

2

1 ) ln

€1−1+xxŠ

= f ( x )

La fonction est impaire, l’étude sur [ 0 , 1 [ suffit.

1.3

limites aux bornes, calcul de : lim

x→1

f ( x )

É

f ( x ) = ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 + x ) ( 1 + x )( 1 x ) ln ( 1 x )

É

lim

u→0

ln ( u ) = 0 lim

x→1

€

( 1 x ) ln ( 1 x )

Š

= 0

É

lim

x→1

f ( x ) = 0

On étudiera f sur [ 0 , 1 ] en posant f ( 1 ) = 0 et on complètera par symétrie par rapport à ( 0 , 0 ) (fonction impaire).

Paris Descartes Mathématiques et calcul 4 / 14

(14)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée :

f

0

( x ) = 2 x ln ( 1 + x ) +

x

2

1

1 + x 2 x ln ( 1 x ) +

x

2

1 1 x ( −1 )

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 2

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

Sur ] 0 , 1 [ , f

0

( x ) est donc du signe de g ( x ) = ln €

11−+xx

Š

1x

(15)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée :

f

0

( x ) = 2 x ln ( 1 + x ) +

x

2

1

1 + x 2 x ln ( 1 x ) +

x

2

1 1 x ( −1 )

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 2

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

Sur ] 0 , 1 [ , f

0

( x ) est donc du signe de g ( x ) = ln €

11−+xx

Š

1x

Paris Descartes Mathématiques et calcul 5 / 14

(16)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée :

f

0

( x ) = 2 x ln ( 1 + x ) +

x

2

1

1 + x 2 x ln ( 1 x ) +

x

2

1 1 x ( −1 )

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 2

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

Sur ] 0 , 1 [ , f

0

( x ) est donc du signe de g ( x ) = ln €

11−+xx

Š

1x

(17)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée :

f

0

( x ) = 2 x ln ( 1 + x ) +

x

2

1

1 + x 2 x ln ( 1 x ) +

x

2

1 1 x ( −1 )

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 2

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

Sur ] 0 , 1 [ , f

0

( x ) est donc du signe de g ( x ) = ln €

11−+xx

Š

1x

Paris Descartes Mathématiques et calcul 5 / 14

(18)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée :

f

0

( x ) = 2 x ln ( 1 + x ) +

x

2

1

1 + x 2 x ln ( 1 x ) +

x

2

1 1 x ( −1 )

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 2

= 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

Sur ] 0 , 1 [ , f

0

( x ) est donc du signe de g ( x ) = ln €

11−+xx

Š

1x

(19)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

Étude du signe de : g ( x ) = ln € 1 + x

1 x

Š 1 x

= ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) 1 x

g

0

( x ) = 1

1 + x + 1

1 x + 1 x

2

= 1 + x

2

x

2

( 1 x

2

)

g est donc strictement croissante sur ] 0 , 1 [ .

x

lim

→0+

g ( x ) = −∞ et lim

x→1

g ( x ) = + ∞

x

0

] 0 , 1 [ : g ( x

0

) = 0

Paris Descartes Mathématiques et calcul 6 / 14

(20)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

Étude du signe de : g ( x ) = ln € 1 + x

1 x

Š 1

x = ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) 1 x

g

0

( x ) = 1

1 + x + 1

1 x + 1 x

2

= 1 + x

2

x

2

( 1 x

2

)

g est donc strictement croissante sur ] 0 , 1 [ .

x

lim

→0+

g ( x ) = −∞ et lim

x→1

g ( x ) = + ∞

x

0

] 0 , 1 [ : g ( x

0

) = 0

(21)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

Étude du signe de : g ( x ) = ln € 1 + x

1 x

Š 1

x = ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) 1 x

g

0

( x ) = 1

1 + x + 1

1 x + 1 x

2

= 1 + x

2

x

2

( 1 x

2

)

g est donc strictement croissante sur ] 0 , 1 [ .

x

lim

→0+

g ( x ) = −∞ et lim

x→1

g ( x ) = + ∞

x

0

] 0 , 1 [ : g ( x

0

) = 0

Paris Descartes Mathématiques et calcul 6 / 14

(22)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

Étude du signe de : g ( x ) = ln € 1 + x

1 x

Š 1

x = ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) 1 x

g

0

( x ) = 1

1 + x + 1

1 x + 1 x

2

= 1 + x

2

x

2

( 1 x

2

)

g est donc strictement croissante sur ] 0 , 1 [ .

x

lim

→0+

g ( x ) = −∞ et lim

x→1

g ( x ) = + ∞

x

0

] 0 , 1 [ : g ( x

0

) = 0

(23)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

Étude du signe de : g ( x ) = ln € 1 + x

1 x

Š 1

x = ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) 1 x

g

0

( x ) = 1

1 + x + 1

1 x + 1 x

2

= 1 + x

2

x

2

( 1 x

2

)

g est donc strictement croissante sur ] 0 , 1 [ .

x

lim

→0+

g ( x ) = −∞ et lim

x→1

g ( x ) = + ∞

x

0

] 0 , 1 [ : g ( x

0

) = 0

Paris Descartes Mathématiques et calcul 6 / 14

(24)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

Étude du signe de : g ( x ) = ln € 1 + x

1 x

Š 1

x = ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) 1 x

g

0

( x ) = 1

1 + x + 1

1 x + 1 x

2

= 1 + x

2

x

2

( 1 x

2

)

g est donc strictement croissante sur ] 0 , 1 [ .

x

lim

→0+

g ( x ) = −∞ et lim

x→1

g ( x ) = + ∞ x

0

] 0 , 1 [ : g ( x

0

) = 0

(25)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée f

0

( x ) = 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

= 2 x g ( x )

É

s’annule donc une seule fois en x

0

] 0 , 1 [

É

si 0 < x < x

0

, f

0

( x ) < 0 et si x

0

< x < 1 , f

0

( x ) > 0

É

On a prolongé par continuité f en 1 : il faut étudier la dérivabilité au point de prolongement :

x

lim

→1

f ( x ) f ( 1 )

x 1 = lim

x→1

( x + 1 ) €

ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) Š

= + ∞

Paris Descartes Mathématiques et calcul 7 / 14

(26)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée f

0

( x ) = 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

= 2 x g ( x )

É

s’annule donc une seule fois en x

0

] 0 , 1 [

É

si 0 < x < x

0

, f

0

( x ) < 0 et si x

0

< x < 1 , f

0

( x ) > 0

É

On a prolongé par continuité f en 1 : il faut étudier la dérivabilité au point de prolongement :

x

lim

→1

f ( x ) f ( 1 )

x 1 = lim

x→1

( x + 1 ) €

ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) Š

= + ∞

(27)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée f

0

( x ) = 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

= 2 x g ( x )

É

s’annule donc une seule fois en x

0

] 0 , 1 [

É

si 0 < x < x

0

, f

0

( x ) < 0 et si x

0

< x < 1 , f

0

( x ) > 0

É

On a prolongé par continuité f en 1 : il faut étudier la dérivabilité au point de prolongement :

x

lim

→1

f ( x ) f ( 1 )

x 1 = lim

x→1

( x + 1 ) €

ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) Š

= + ∞

Paris Descartes Mathématiques et calcul 7 / 14

(28)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée f

0

( x ) = 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

= 2 x g ( x )

É

s’annule donc une seule fois en x

0

] 0 , 1 [

É

si 0 < x < x

0

, f

0

( x ) < 0 et si x

0

< x < 1 , f

0

( x ) > 0

É

On a prolongé par continuité f en 1 : il faut étudier la dérivabilité au point de prolongement :

x

lim

→1

f ( x ) f ( 1 )

x 1 = lim

x→1

( x + 1 ) €

ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) Š

= + ∞

(29)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

f(x) = (1+x)(1x)ln(1+x)(1+x)(1x)ln(1x)

2. La dérivée f

0

( x ) = 2 x ln € 1 + x 1 x

Š 1 x

= 2 x g ( x )

É

s’annule donc une seule fois en x

0

] 0 , 1 [

É

si 0 < x < x

0

, f

0

( x ) < 0 et si x

0

< x < 1 , f

0

( x ) > 0

É

On a prolongé par continuité f en 1 : il faut étudier la dérivabilité au point de prolongement :

x

lim

→1

f ( x ) f ( 1 )

x 1 = lim

x→1

( x + 1 ) €

ln ( 1 + x ) ln ( 1 x ) Š

= + ∞

Paris Descartes Mathématiques et calcul 7 / 14

(30)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

3. Tableau des variations.

x 0 x

0

1

f

0

( x ) −2 0 + + ∞ f ( x ) 0

& f ( x

0

) % 0

(31)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

y

0

x0

1 x

f(x0)

Paris Descartes Mathématiques et calcul 9 / 14

(32)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

y

0

x0

1 x

(33)

Études de fonctions f(x) = (x21)ln€1+x 1−x

Š

f ( x ) = ( x 2 1 ) ln € 1 1− + x x

Š

y

0 1 x

−1

x0

f(x0)

−x0

−f(x0)

Paris Descartes Mathématiques et calcul 9 / 14

(34)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction tangente n’est définie que pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R

; donc f est définie pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R.

1.2

f ( x + 2 π ) = exp

€

tan ( x + 2 π )

Š

. cos ( x + 2 π ) = f ( x ) puisque la tangente est π -périodique et le cosinus 2 π -périodique. On fera l’étude sur : ]

π2

,

3π

2

[

De plus : f ( x + π ) = f ( x ) : on fera l’étude sur ]

π2

,

π

2

[ et on complètera par une symétrie par rapport au point : (

π2

, 0 )

1.3

limites aux bornes :

É

lim

x→−π2+

tan x = −∞ lim

x→−π2+

f ( x ) = 0

É

lim

xπ2

tan x = + ∞ lim

xπ2

f ( x ) = + ∞

On prolongera f par continuité en

π2

en posant : f (

π2

) = 0.

(35)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction tangente n’est définie que pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R

; donc f est définie pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R.

1.2

f ( x + 2 π ) = exp

€

tan ( x + 2 π )

Š

. cos ( x + 2 π ) = f ( x ) puisque la tangente est π -périodique et le cosinus 2 π -périodique.

On fera l’étude sur : ]

π2

,

3π

2

[

De plus : f ( x + π ) = f ( x ) : on fera l’étude sur ]

π2

,

π

2

[ et on complètera par une symétrie par rapport au point : (

π2

, 0 )

1.3

limites aux bornes :

É

lim

x→−π2+

tan x = −∞ lim

x→−π2+

f ( x ) = 0

É

lim

xπ2

tan x = + ∞ lim

xπ2

f ( x ) = + ∞

On prolongera f par continuité en

π2

en posant : f (

π2

) = 0.

Paris Descartes Mathématiques et calcul 10 / 14

(36)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction tangente n’est définie que pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R

; donc f est définie pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R.

1.2

f ( x + 2 π ) = exp

€

tan ( x + 2 π )

Š

. cos ( x + 2 π ) = f ( x ) puisque la tangente est π -périodique et le cosinus 2 π -périodique.

On fera l’étude sur : ]

π2

,

3π

2

[

De plus : f ( x + π ) = f ( x ) : on fera l’étude sur ]

π2

,

π

2

[ et on complètera par une symétrie par rapport au point : (

π2

, 0 )

1.3

limites aux bornes :

É

lim

x→−π2+

tan x = −∞ lim

x→−π2+

f ( x ) = 0

É

lim

xπ2

tan x = + ∞ lim

xπ2

f ( x ) = + ∞

On prolongera f par continuité en

π2

en posant : f (

π2

) = 0.

(37)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction tangente n’est définie que pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R

; donc f est définie pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R.

1.2

f ( x + 2 π ) = exp

€

tan ( x + 2 π )

Š

. cos ( x + 2 π ) = f ( x ) puisque la tangente est π -périodique et le cosinus 2 π -périodique.

On fera l’étude sur : ]

π2

,

3π

2

[

De plus : f ( x + π ) = f ( x ) : on fera l’étude sur ]

π2

,

π

2

[ et on complètera par une symétrie par rapport au point : (

π2

, 0 )

1.3

limites aux bornes :

É

lim

x→−π2+

tan x = −∞ lim

x→−π2+

f ( x ) = 0

É

lim

xπ2

tan x = + ∞ lim

xπ2

f ( x ) = + ∞

On prolongera f par continuité en

π2

en posant : f (

π2

) = 0.

Paris Descartes Mathématiques et calcul 10 / 14

(38)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction tangente n’est définie que pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R

; donc f est définie pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R.

1.2

f ( x + 2 π ) = exp

€

tan ( x + 2 π )

Š

. cos ( x + 2 π ) = f ( x ) puisque la tangente est π -périodique et le cosinus 2 π -périodique.

On fera l’étude sur : ]

π2

,

3π

2

[

De plus : f ( x + π ) = f ( x ) : on fera l’étude sur ]

π2

,

π

2

[ et on complètera par une symétrie par rapport au point : (

π2

, 0 )

1.3

limites aux bornes :

É

lim

x→−π2+

tan x = −∞ lim

x→−π2+

f ( x ) = 0

É

lim

xπ2

tan x = + ∞ lim

xπ2

f ( x ) = + ∞

On prolongera f par continuité en

π2

en posant : f (

π2

) = 0.

(39)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction tangente n’est définie que pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R

; donc f est définie pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R.

1.2

f ( x + 2 π ) = exp

€

tan ( x + 2 π )

Š

. cos ( x + 2 π ) = f ( x ) puisque la tangente est π -périodique et le cosinus 2 π -périodique.

On fera l’étude sur : ]

π2

,

3π

2

[

De plus : f ( x + π ) = f ( x ) : on fera l’étude sur ]

π2

,

π

2

[ et on complètera par une symétrie par rapport au point : (

π2

, 0 )

1.3

limites aux bornes :

É

lim

x→−π2+

tan x = −∞ lim

x→−π2+

f ( x ) = 0

É

lim

xπ2

tan x = + ∞ lim

xπ2

f ( x ) = + ∞

On prolongera f par continuité en

π2

en posant : f (

π2

) = 0.

Paris Descartes Mathématiques et calcul 10 / 14

(40)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction tangente n’est définie que pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R

; donc f est définie pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R.

1.2

f ( x + 2 π ) = exp

€

tan ( x + 2 π )

Š

. cos ( x + 2 π ) = f ( x ) puisque la tangente est π -périodique et le cosinus 2 π -périodique.

On fera l’étude sur : ]

π2

,

3π

2

[

De plus : f ( x + π ) = f ( x ) : on fera l’étude sur ]

π2

,

π

2

[ et on complètera par une symétrie par rapport au point : (

π2

, 0 )

1.3

limites aux bornes :

É

lim

x→−π2+

tan x = −∞ lim

x→−π2+

f ( x ) = 0

É

lim

xπ2

tan x = + ∞ lim

xπ2

f ( x ) = + ∞

On prolongera f par continuité en

π2

en posant : f (

π2

) = 0.

(41)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

1.

Domaine de définition et domaine d’étude :

1.1

la fonction tangente n’est définie que pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R

; donc f est définie pour x 6 =

π2

+ kπ, k

R.

1.2

f ( x + 2 π ) = exp

€

tan ( x + 2 π )

Š

. cos ( x + 2 π ) = f ( x ) puisque la tangente est π -périodique et le cosinus 2 π -périodique.

On fera l’étude sur : ]

π2

,

3π

2

[

De plus : f ( x + π ) = f ( x ) : on fera l’étude sur ]

π2

,

π

2

[ et on complètera par une symétrie par rapport au point : (

π2

, 0 )

1.3

limites aux bornes :

É

lim

x→−π2+

tan x = −∞ lim

x→−π2+

f ( x ) = 0

É

lim

xπ2

tan x = + ∞ lim

xπ2

f ( x ) = + ∞

On prolongera f par continuité en

π2

en posant : f (

π2

) = 0.

Paris Descartes Mathématiques et calcul 10 / 14

(42)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

2. La dérivée :

f

0

( x ) = exp ( tan x )

cos

2

cos x + exp ( tan x ) . ( sin x )

= exp ( tan x ) € 1 cos x. sin x cos x

Š

= exp ( tan x ) € 2 sin 2 x 2 cos x

Š

f

0

( x ) est donc du signe de cos x

: sur ]

π2

,

π

2

[ , f

0

( x ) > 0 ;

f est donc strictement croissante.

(43)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

2. La dérivée :

f

0

( x ) = exp ( tan x )

cos

2

cos x + exp ( tan x ) . ( sin x )

= exp ( tan x ) € 1 cos x. sin x cos x

Š

= exp ( tan x ) € 2 sin 2 x 2 cos x

Š

f

0

( x ) est donc du signe de cos x

: sur ]

π2

,

π

2

[ , f

0

( x ) > 0 ;

f est donc strictement croissante.

Paris Descartes Mathématiques et calcul 11 / 14

(44)

Études de fonctions f(x) =exp(tanx).cosx

f ( x ) = exp ( tan x ) . cos x

2. La dérivée :

f

0

( x ) = exp ( tan x )

cos

2

cos x + exp ( tan x ) . ( sin x )

= exp ( tan x ) € 1 cos x. sin x cos x

Š

= exp ( tan x ) € 2 sin 2 x 2 cos x

Š

f

0

( x ) est donc du signe de cos x

: sur ]

π2

,

π

2

[ , f

0

( x ) > 0 ;

f est donc strictement croissante.

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