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Contenu

Calculs de dérivées (dérivée d’un produit ou d’un quotient)
Équation d’une tangente
Étude des variations d’une fonction polynôme et recherche du bénéfice maximum

Devoir d'entraînement | | | |
Exercice 1 (10 points)
La fonction $f$ est définie et dérivable sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=-x^3+9x^2+21x-4$ et on note $C_f$ sa représentation graphique de $f$.
  1. Calculer $f'(x)$.
    Rappel cours

    Dérivées usuelles

    Solution

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  2. Etudier le signe de $f'(x)$ et dresser le tableau de variation de $f$.
    Rappel cours

    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)

    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 d'abord chercher les racines de $f'(x)$

    Solution

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  3. Déterminer l'équation réduite de la tangente $T$ au point $A$ de la courbe d'abscisse 4.
    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 calculer $f'(4)$ et $f(4)$.

    Solution

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  4. Compléter le tracé de $C_f$ ci-dessous en traçant $T$ et les tangentes parallèles aux axes du repère.
    Aide

    Il faut placer les points d'abscisses $-1$ et $7$ correspondant aux maximum et minimum locaux et les tangentes en ces points ont pour coefficient directeur $0$.

    Solution

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  5. Une entreprise fabrique des pièces métalliques de précision et chaque pièce est vendue au prix de 71 euros.
    On note $x$ la quantité de pièces vendues chaque jour et le coût de production, en euros de $x$ pièces est donné par la fonction $C(x)=x^3-9x^2+50x+4$.
    La production journalière maximale est de 10 pièces.
    1. Montrer que le bénéfice est donné par la fonction $f$.
      Aide

      On a $B(x)=R(x)-C(x)$

      Solution

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    2. En déduire le bénéfice journalier maximum de cette entreprise.
      Aide

      Utiliser le tableau de variation de $f$ pour $x\in [0;10]$

      Solution

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Exercice 2 (10 points)
On donne ci-dessous la représentation graphique de la fonction $f$ définie et dérivable sur $]-3;+\infty[ $ et la droite $T$ est la tangente à la courbe au point $A$ d'abscisse $-1$.
  1. Déterminer graphiquement $f'(-1)$.
    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 $T$

    Solution

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  2. $f$ est définie par la relation $f(x)=\dfrac{x^2+7}{x+3}$.
    1. Montrer que $f'(x)=\dfrac{x^2+6x-7}{(x+3)^2}$
      Rappel cours

      Formules de dérivation (produit, quotient...)

      Aide

      On peut poser $u(x)=x^2+7$ et $v(x)=x+3$

      Solution

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    2. Etudier le signe de $f'(x)$ et compléter le tableau de variations ci-dessous.
      Rappel cours

      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

      On peut poser $u(x)=x^2+7$ et $v(x)=x+3$

      Solution

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  3. Résoudre l'inéquation $f(x) < 4$
    puis contrôler graphiquement les solutions de cette inéquation.
    Aide

    On cherche les abscisses des points de $C_f$ dont l'ordonnée est strictement inférieure à 4

    Solution

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