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Étude complète d'une fonction
Le cours écrit
4.1 La méthode
Le programme demande de savoir « calculer la fonction dérivée, déterminer les limites et étudier les variations d'une fonction construite simplement à partir des fonctions de référence ». On procède en six étapes.
- Ensemble de définition (avec la leçon 2 pour une composée).
- Limites aux bornes de l'ensemble de définition (chapitre 4), et asymptotes éventuelles.
- Dérivée, mise si possible sous forme factorisée.
- Signe de la dérivée, avec un tableau de signes si nécessaire.
- Tableau de variations complet : signe de , flèches, limites et valeurs des extremums.
- Allure de la courbe, à partir du tableau.
4.2 Un exemple avec une racine carrée
Exemple 11. Soit .
1. Ensemble de définition. Il faut , soit : est définie sur . Elle est dérivable sur , où .
2. Limite en . Quand , , donc (composition). Par produit, . En l'autre borne, .
3. Dérivée. On dérive le produit, avec : pour ,
4. Signe. Le dénominateur est strictement positif : a le signe de , positif sur , négatif sur .
5. Tableau de variations. .
croissante décroissante 6. Courbe. Elle vient de , passe par l'origine (), monte jusqu'au point , où la tangente est horizontale, puis redescend jusqu'au point . Quelques valeurs : , , .
4.3 Un exemple avec l'exponentielle
Exemple 12. Soit sur .
- Limites. Quand ou , , et quand . Donc tend vers en et en : l'axe des abscisses est asymptote horizontale des deux côtés.
- Dérivée (exemple 7) : , du signe de .
- Variations. est croissante sur , décroissante sur , et son maximum est .
La courbe a la forme d'une cloche, symétrique par rapport à l'axe des ordonnées, car . On la retrouvera à la leçon 7.
Exercices 7 et 8
- Exercice 7 : une étude avec l'exponentielle
- Exercice 8 : deux asymptotes horizontales
Corrigés
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