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Contenu

Lecture graphique de f'(0)

Identification des coefficients de f

Limites avec exponentielle et utilisation des croissances comparées

Calcul de la dérivée seconde

Étude de la convexité et point d’inflexion

Exercice | Temps recommandé entre 10 et 20mn | Niveau 2 difficulté moyenne | exercices complémentaires et devoirs d’entraînement |

Vidéo de l’exercice (partie 1)

La fonction $f$ est définie et dérivable sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=a+(x+b)e^{-x}$ avec $a$ et $b$ coefficients réels. On donne ci-dessous la représentation graphique $C_f$ de la fonction $f$ et la tangente $T$ à $C_f$ au point $A(0;1)$
  1. Exprimer $f'(x)$ en fonction de $a$ et $b$.
    Rappel cours

    Cas de la fonction $e^{u}$
    La fonction $f$ définie sur $I$ par $f(x)=e^{u(x)}$ avec $u$ fonction dérivable sur $I$ est dérivable sur $I$ et $f'(x)=u'(x)e^{u(x)}$

    Aide

    On pose $u(x)=ax+b$ et $v(x)=e^{-x}$

    Solution

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  2. En utilisant le graphique, déterminer $f(0)$ et $f'(0)$ et en déduire $a$ et $b$
    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)$}

    Aide

    Il faut déterminer le coefficient directeur de la tangente au point d'abscisse 0

    Solution

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  3. Déterminer les limites de $f$ en $-\infty$ et $+\infty$ et préciser les asymptotes éventuelles à la courbe.
    Rappel cours

    limites usuelles
    $\displaystyle \lim_{x \rightarrow +\infty}x^n=+\infty$ ($n\in \mathbb{N}^*$)
    $\displaystyle \lim_{x \rightarrow +\infty}\dfrac{1}{x^n}=0$ ($n\in \mathbb{N}^*$)
    $\displaystyle \lim_{x \rightarrow 0}\dfrac{1}{x^n}=\pm \infty$ ($n\in \mathbb{N}^*$)
    Limites de la fonction exponentielle(vue en première)
    $\displaystyle \lim_{x \rightarrow -\infty}e^x=0$
    $\displaystyle \lim_{x \rightarrow +\infty}e^x=+\infty$ $\displaystyle \lim_{x \rightarrow -\infty}x^n=\pm \infty$ ($n\in \mathbb{N}^*$)
    $\displaystyle \lim_{x \rightarrow -\infty}\dfrac{1}{x^n}=0$ ($n\in \mathbb{N}^*$)
    $\displaystyle \lim_{x \rightarrow +\infty}\sqrt{x}=+ \infty$ ($n\in \mathbb{N}^*$)
    Limites de la fonction $ln$ (chapitre fonction $ln$)
    $\displaystyle \lim_{x \rightarrow 0^+}ln(x)=-\infty$
    $\displaystyle \lim_{x \rightarrow +\infty}ln(x)=+\infty$

    Aide

    On peut écrire que $e^{-x}=\dfrac{1}{e^x}$

    Solution

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  4. On rappelle que $f'(x)=(-x-b+1)e^{-x}$ avec $b=-3$ soit $f'(x)=(-x+4)e^{-x}$.
    On admet que $f'$ est dérivable.
    Calculer $f''(x)$ et étudier la convexité de $f$.
    Préciser le ou les points d'inflexion à la courbe $C_f$
    Rappel cours

    Signe de la dérivée seconde
    Soit $f$ définie et dérivable sur un intervalle I de $\mathbb{R}$
    si $f''(x)>0$ sur $I$ alors $f$ est convexe
    si $f''(x)<0$ sur $I$ alors $f$ est concave

    Solution

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Vidéo de l’exercice

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