Mathématiques du secondaire qualifiant

Etude d'une fonction numérique (7)

2.3.2 Exemple 2

Soit f une fonction numérique définie par

f(x) = x + 1
x + 2

et C) sa courbe dans un repère orthonormé (O;i;j).
1) Déterminer D, l'ensemble de définition de f.

2) Calculer les limites suivantes


lim
- ∞
f(x)
lim
+ ∞
f(x)

lim
(-2)-
f(x)
lim
(-2)+
f(x)

et déduire les asymptotes de (C).
3) (a) Calculer f'(x) tel que x∈D et étudier la monotonie de f.
(b) Tracer le tableau de variations de f. 4) Tracer les asymptotes et la courbe (C).

Correction
1) f est définie si x+2≠0 ou encore si x≠-2
donc D=IR\{-2}=]-∞;-2[∪]-2;+∞[.
2) Limites et adymptotes


lim
-∞
f(x) =
lim
-∞
x = 1
x

donc (C) admet une asymptote d'équation y=1 au voisinage de -∞.


lim
+∞
f(x) =
lim
+∞
1x = 1
x

(C) admet donc une asymptote d'équation y=2 au voisinage de +∞.

2) On étudie d'abord le signe de x+2 au voisinage de -2.
On pose p(x)=2x-1 et q(x)=x-1.
p(-2)=(-2)+1=-1

x -∞ -2 +∞
x + 2 - || +

Si x → (-2)- alors q(x) → 0-.


lim
(-2)-
f(x) = -1 = + ∞
0-

ainsi (D): x=-2 est une asymptote à (C) à gauche à -2.
Si x → (-2)+ alors q(x) → 0+.


lim
(-2)+
f(x) = -1 = - ∞
0+

ainsi (D): x=-2 est une asymptote à (C)à droite à -2.

4) f est une fonction rationnelle donc dérivable sur D. Soit x∈D

f '(x) = 1(x+2) - (x+1)(1)
(x+2)²
= x + 2 - x - 1
(x+2)²

ainsi pour tout x∈D on a

f' (x) = 1
(x + 2)²

Signe de f'(x)
1>0 et (x+2)²>0 donc (∀x∈IR\{1}): f'(x)>0.
et donc f est strictement croissante sur ]-∞;-2[ et strictement croissante aussi sur ]-2;+∞[.

Tableau de variations de f

x -∞ -2 +∞
f '(x) + || +
f

1

+∞ ||

-∞

1

5) La courbe (C).