Dérivation et représentation (2)
Rappel
Soient f et g deux fonctions dérivables sur I,
k∈IR et n∈IN*,
les fonctions f+g; kf; fg et fn sont
dérivables sur I et (∀x∈I) on a
(f+g)'(x) = | f'(x)+g'(x) |
(kf)'(x) = | kf'(x) |
(fg)'(x) = | f '(x)g(x)+f(x)g '(x) |
(fn)'(x) = | nfn-1f '(x) |
(f(ax+b))'(x) = | af'(ax+b) |
Si g ne s'annule pas sur I,
l'inverse de g et le quotient de f et g sont dérivables sur I
Et de plus (∀x∈I)
( | 1 | )' = | -g'(x) |
g | (g(x))² |
( | f | )' = | f '(x)g(x) - f(x)g '(x) |
g | (g(x))² |
Résultats
1) (∀x∈IR): (xn)' = nxn-1 tel que n∈IN*.
2) Toute fonction polynôme est dérivable sur IR
3) Toute fonction rationnelle est dérivable sur son ensemble de définition
Exercice 1 tp
Soit f une fonction définie par
{ | f(x) = | 2x²+4x+3 | si x <-2 |
f(x) = | x²-1 | si x ≥ -2 |
1) Déterminer D ensemble de définition de f
2) Etudier la dérivabilité de f au point -2
3) Etudier la dérivabilité de f sur D
Correction
1) ∀x∈I=]-∞ ; -2[ on a 2x²+4x+3∈IR
donc f est bien définie sur I
∀x∈J=[-2 ; +∞[ on a x²-1∈IR
donc f est bien définie sur J
Ainsi D = I∪J = IR
2) -2∈J=[-2 ; +∞[
sur J on a f(x)= x²-1
Donc f(-2) = (-2)²-1 = 3
lim (-2)- |
f(x)-f(-2) | = | lim (-2)- |
2x²+4x+3-3 |
x+2 | x+2 | |||
= | lim (-2)+ |
2x(x+2) | ||
x+2 |
= | lim (-2)+ |
2x = -4 |
f est donc dérivable à gauche à (-2)
et f 'g(-2)=-4
lim (-2)+ |
f(x)-f(-2) | = | lim (-2)+ |
x²-4 |
x+2 | x+2 |
= | lim (-2)+ |
x-2 = -4 |
f est dérivable à droite à -2
et f 'd(-2)=-4
f 'd(-2) = f 'g(-2) = -4
Alors f est dérivable au point -2
3) f est dérivable au point -2 on étudie donc la dérivabilité de f sur les deux intervalles ouverts
]-∞ ; -2[ et ]-2 ; +∞[
(i) Sur ]-∞ ; -2[ la fonction x→2x²+4x+3 est une restriction d'un polynôme
donc dérivable sur ]-∞ ; -2[
et de plus ∀x∈]-∞ ; -2[ on a f '(x) = 4x + 4
(ii) Sur ]-2 ; +∞[ la fonction x→x²-4 est une restriction d'un polynôme
donc dérivable sur ]-2 ; +∞[
et de plus ∀x∈]-2 ; +∞[ on a f '(x) = 2x
Ainsi f ' est définie par
{ | f '(x) = | 4x + 4 | si x <-2 |
f '(x) = | 2x | si x ≥ -2 | |
f '(-2) = | -4 | si x = -2 |