Mathématiques du secondaire qualifiant

Dérivation et représentation (3)

Exercice 1 tp

Soit f une fonction définie par

f(x)=x³-3x; x≤1
f(x)= x²-3 si x>1

1) Montrer qaue f n'est pas dérivable au point 1
et déterminer les équations des demi-tangentes au points A(1;f(1))
2) Déterminer l'équation de la tangente au point B(-1;f(-1))

Correction

On ne peut pas remplacer 1 dans l'expression f(x)=x²+3
car cette expression est valable pour les nombres supérieurs stricts à 1, on a f(1)=1³-3.1=-2


lim
1+
f(x)-f(1) =
lim
1+
x²-3+2
x-1x-1
=
lim
1+
x²-1
lim
1+
(x+1) = 2
x-1

f est dérivable à droite à 1 et f 'd(1)=2
ainsi (C) admet une demi-tangente à droite au point A(1;-2)
d'équation y=2(x-1)-2 ou encore y = 2x-4


lim
1-
f(x)-f(1) =
lim
1-
x³-3x+2
x-1x-1

on pose p(x)= x³-3x+2
on a p(1)= 1-3+2=0 donc le polynome p(x) est divisble par x-1 ou encore il existe un polynome q(x) de degré 2 tel que p(x)=(x-1)q(x)

+0x²-3x+2 x-1
-x³+x² x²+x-2
0+x²-3x+2
-x²+x
0-2x+2
+2x-2
00

donc q(x)=x²+x-2
ainsi x³-3x+2 = (x-1)(x²+x-2)


lim
1-
f(x)-f(1) =
lim
1-
(x-1)(x²+x-2)
x-1x-1
=
lim
1-
x²+x-2 = 0

donc f est dérivable à gauche à 1 et f 'g(1)=0
ainsi (C) admet une demi-tangente à gauche à 1
d'équation y = 0(x-1)-2
ou encore y = -2 cette demi-tangente est parallèle à l'axe des abscisses

On a f 'g(1)≠f 'd(1) donc f n'est pas dérivable en 1
2) Equation de la tangente au point B(-1;f(-1)), on étudie la dérivabilité de f au point -1
-1 < 1 donc on s'intéresse à l'expression
f(x)=x³-3x; f(-1)=-1+3=2


lim
-1
f(x)-f(-1) =
lim
-1
x³-3x-2
x+1x+1

on pose h(x)=x³-3x-2, h(-1)=0 donc h(x) est divisible par x+1

+0x²-3x-2 x+1
-x³-x² x²-x-2
0-x²-3x-2
+x²+x
0-2x-2
+2x+2
00

lim
-1
f(x)-f(-1)=
lim
-1
x²-x-2 = 0 = f '(-1)
x+1

f '(-1) = 0 signifie que (C) admet une tangente horizontale d'équation y=f(-1)=2