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Contenu

Lecture graphique du nombre dérivé

Équation réduite d’une tangente

Dérivée d’un polynôme

Signe d’un polynôme du second degré

Variations d’un polynôme de degré 3

Exercice | temps recommandé entre 5 et 10mn | Niveau 1 application directe du cours | séquence 4 du chapitre |
La fonction $f$ est définie et dérivable sur $[0;4]$ et on donne ci-dessous sa représentation graphique dans un repère orthogonal.
La droite $T$ est la tangente à la courbe au point $A$ d'abscisse $2$.

Partie A: lectures graphiques
  1. Déterminer $f(1)$.
    Aide

    Il faut déterminer graphiquement l'image de 1 par $f$

    Solution

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  2. Pour quelle(s) valeur(s) de $x$ a-t-on $f'(x)=0$?
    Aide

    Le coefficient directeur de la tangente à la courbe est $0$ donc la tangente est parallèle à l'axe des abscisses aux points de la courbe correspondants à un maximum ou un minimum relatif.

    Solution

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  3. Déterminer graphiquement $f'(2)$.
    Rappel cours

    Équation de la tangente au point d'abscisse $a$
    $f$ est une fonction définie et dérivable en $x=a$.
    La tangente à $C_f$ en $a$ a pour coefficient directeur $f'(a)$
    et pour équation réduite $ y=f'(a)(x-a)+f(a)$}
    Équation réduite
    Toute droite non parallèle à l'axe des ordonnées admet une équation (appelée équation réduite) de la forme $y=ax+b$ où $a$ et $b$ sont des réels.$a$ est le coefficient directeur (ou pente) de la droite et $b$ l'ordonnée à l'origine(ordonnée du point d'intersection avec l'axe des ordonnées).
    L'accroissement $\Delta_y$ des ordonnées est proportionnel à l'accroissement $\Delta_x$ des abscisses.

    Aide

    $f'(2)$ est le coefficient directeur de la tangente au point d'abscisse 2.

    Solution

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  4. A l'aide du graphique, dresser le tableau de variation de $f$.
    Solution

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  5. Quelle semble être la valeur du minimum de $f$ sur l'intervalle $[1;4]$?
    Solution

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Partie B: étude numérique
La fonction $f$ est définie par $f(x)=3x^3-16x^2+23x-8$ sur $[0;4]$.
  1. Calculer $f'(x)$.
    Rappel cours

    Dérivées usuelles

    Signe de la dérivée et variations d'une fonction
    Soit $f$ une fonction définie et dérivable sur $I$:
    $f$ est croissante sur $I$ si et seulement si $f'(x)\geq 0$
    $f$ est décroissante sur $I$ si et seulement si $f'(x)\leq 0$

    Aide

    Il faut étudier le signe de $f'(x)$ en calculant le discriminant de $f'(x)$ (second degré)

    Solution

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  2. Dresser le tableau de variation de $f$ et retrouver la valeur exacte du minimum dur $[1;4]$.
    Rappel cours

    Racines
    Les racines de $p(x)=ax^2+bx+c$ avec$a\neq 0$ sont les valeurs de $x$ annulant $P$
    c'est à dire telles que $P(x)=0$.
    $\Delta=b^2-4ac$
    Si $\Delta>0$ donc il y a deux racine $x_1=\dfrac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}$ et $x_2=\dfrac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}$
    Si $\Delta=0$ il y a une racine (double) $x_1=\dfrac{-b}{2a}$
    Si $\Delta<0$ il n'y a aucune racine
    Remarque: Graphiquement, les racines sont les abscisses des points d'intersection de la parabole et de l'axe des abscisses.
    Signe de $ax^2+bx+c$
    - Cas $\Delta>0$ (deux racines $x_1$ et $x_2$

    - Cas $\Delta=0$ (une racine $x_1$)

    - Cas $\Delta<0$ (aucune racine)

    Aide

    Il faut chercher les racines de $f'(x)$ polynôme de degré 2.

    Solution

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