Dérivée, variations et limites d’une fonction rationnelle (réf 1024)

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Contenu

Ensemble de définition

Calcul de la dérivée d’un quotient

Limites d’un quotient en l’infini

Tableau de variation

Courbe et asymptotes

Exercice | Temps recommandé entre 10 et 20mn | Niveau 1 application directe du cours | séquence 1 du chapitre |
La fonction $f$ est définie sur $D_f$ par $f(x)=\dfrac{3x^2-2x+1}{x^2+x+2}$ et on note $C_f$ sa courbe représentative dans un repère orthogonal.
  1. Montrer que $D_f=\mathbb{R}$
    Rappel cours

    Ensemble de définition
    L'ensemble de définition d'une fonction $f$ est l'ensemble des valeurs pour lesquelles on peut calculer l'image par $f$.
    Par exemple, l'ensemble de définition de la fonction $f$ définie par $f(x)=\dfrac{1}{x+2}$ est $\mathbb{R}\setminus \lbrace -2\rbrace$ car le dénominateur doit être différent de $0$.
    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.

    Aide

    Pour que $f(x)$ soit défini, il faut que le dénominateur soit différent de 0

    Solution

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  2. Déterminer les limites de $f$ en $+\infty$ et $-\infty$ et en donner une interprétation graphique.
    Rappel cours

    Cas d'indétermination
    $+\infty-\infty$
    $0\times \pm \infty$
    $\dfrac{\pm \infty}{\pm \infty}$
    $\dfrac{0}{0}$
    Attention, les écritures ci-dessus remplacent les limites mais sont incorrectes...

    Aide

    on peut factoriser $x^2$

    Solution

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  3. Calculer $f'(x)$
    Rappel cours

    Formules de dérivation (produit, quotient...)

    Aide

    on doitcalculer la dérivée d'un quotient $\dfrac{u}{v}$

    Solution

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  4. Etudier les variations de $f$ puis 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)

    Aide

    Sur $D_f$, on a $(x^2+x+2)^2>0$ donc la dérivée est du signe de son numérateur
    Il faut étudier le signe du numérateur $5x^2+10x-5$
    Le numérateur est un polynôme de degré 2.

    Solution

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  5. Tracer de la courbe $C_f$ dans un repère orthogonal (unités 1cm pour une unité sur l'axe des abscisses et 2cm pour unité sur l'axe des ordonnées)
    Aide

    Placer dans cet ordre:
    Les points d'abscisses $x_1=-1-\sqrt{2}$ et $x_2=-1+\sqrt{2}$ et tracer la tangente en ces points qui est parallèle à l'axe des abscisses.
    Placer autant de points que nécessaire pour tracer la courbe $C_f$ avec précision (menu TABLE de la calculatrice)

    Solution

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