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1. Notion de dérivée

Pente de la tangente

La dérivée f'(a) est la pente de la tangente à la courbe de f au point d'abscisse a.

f'(a) = lim[h→0] (f(a+h)-f(a))/h (taux de variation instantané).

f(x)f'(x) k (constante)0 xⁿnxⁿ⁻¹ √x1/(2√x) 1/x-1/x² u+vu'+v' k·uk·u' u·vu'v+uv'

2. Équation de la tangente

Formule

Tangente à f en a : y = f'(a)·(x-a) + f(a).

Exemple

f(x)=x². En a=2 : f(2)=4, f'(2)=4. Tangente : y=4(x-2)+4=4x-4.

3. Dérivée et variations

Lien

f'>0 → f croissante. f'<0 → f décroissante. f'(x₀)=0 et changement de signe → extremum.

Exemple

f(x)=x²-4x. f'=2x-4=0 → x=2. Minimum en x=2 : f(2)=-4.

🧠 À retenir

  • f'(a) = pente de la tangente en a
  • Tangente en a : y=f'(a)(x-a)+f(a)
  • (xⁿ)'=nxⁿ⁻¹ ; (u+v)'=u'+v' ; (kv)'=kv'
  • f'>0 → croissante ; f'<0 → décroissante
1

Calcul de dérivées

● Facile
  1. f(x)=3x²-5x+2
  2. g(x)=x³+2x-1
  3. h(x)=4√x
Correction
  1. f'=6x-5.
  2. g'=3x²+2.
  3. h'=4×1/(2√x)=2/√x.
2

Équation de la tangente

● Moyen
  1. Tangente à f(x)=x²+3 en a=1.
  2. Tangente à g(x)=2x³-x en a=0.
  3. Point où la tangente à f(x)=x² est parallèle à y=6x+1.
Correction
  1. f(1)=4, f'(1)=2. y=2(x-1)+4=2x+2.
  2. g(0)=0, g'(0)=-1. y=-x.
  3. f'(a)=2a=6 → a=3. Point (3;9).
3

Extremums

● Moyen

f(x)=x³-3x+2. (1) f'(x). (2) Signe de f'. (3) Extremums locaux.

Correction

(1) f'=3x²-3=3(x-1)(x+1). (2) f'<0 sur ]-1;1[, f'>0 ailleurs. (3) Max local: f(-1)=4. Min local: f(1)=0.

4

Tangente horizontale

● Moyen

f(x)=-x²+4x-1. (1) Point où la tangente est horizontale. (2) Maximum de f.

Correction

(1) f'=-2x+4=0 → x=2. (2) Maximum=f(2)=-4+8-1=3.

5

Optimisation

● Difficile

Agriculteur : 120 m de clôtures, 3 côtés d'un rectangle (4ème = mur). Largeur x, longueur L=120-2x. (1) Aire A(x). (2) Maximiser par dérivation. (3) Aire maximale.

Correction

(1) A(x)=x(120-2x)=120x-2x². (2) A'=120-4x=0 → x=30. (3) A(30)=30×60=1800 m².

QCM

10 questions

0Score
0/10Repondues
Q1/10

f'(a) représente :

Q2/10

(x³)' :

Q3/10

Équation de la tangente en a :

Q4/10

f'(x)>0 → f est :

Q5/10

f(x)=x²-6x. f'(x)=0 en :

Q6/10

Tangente à f(x)=x² en a=3 : pente :

Q7/10

f'(x₀)=0 et f' change de - à + : f a en x₀ :

Q8/10

(3x²-5)' :

Q9/10

Tangente à f(x)=2x+1 (droite) :

Q10/10

f(x)=-x²+2x+3. Maximum :