Mathématiques du secondaire qualifiant

Généralités sur les fonctions (7)

Exercice 1 tp

Etudier la parité des fonctions f ; g ; h et t

f(x) = 3x²+2x g(x) = |x-2|+|x+2|
h(x) = 2x²+1 t(x) = -x²+ 1
x
Exercice 2 tp

Soit f une fonction numérique définie par

f(x) = 2x
x²-2

Montrer que f est impaire.

Exercice 3 tp

Soit f une fonction numérique définie par f(x)=2x².
1) Vérifier que f est paire.
2) Montrer que f est strictement croissante sur [0;+∞[
et déduire sa monotonie sur ]-∞;0].
3) Tracer le tableau de variations de f.

Exercice 4 tp

1) Completer le tableau de variations de f sachant que f est paire.

x -3 -1 0 1 3
f

3
5


-4

2) On suppose que f est impaire tracer le tableau de variations de f.

Exercice 5 tp

Soit f une fonction numérique définie par

f(x) = -2+ 1
x²+1

1) Etudier la parité de f.
2) Etudier la monotonie de f et tracer son tableau de variations.
3) Montrer que f(x)≥-1 pour tout x∈IR et déduire un extremum de f.

Correction

1) Pour tout x∈IR on a x²+1≠0
donc D=IR ainsi pour tout x∈IR on a -x∈IR.

f(-x) = -2+ 1 = -2+ 1
(-x)²+1 x²+1

pour tout x∈IR on a f(-x)=f(x) donc f est paire.
2) Puisque f est paire il suffit donc d'étudier la monotonie de f sur IR+.
Soient x et y deux éléments distincts de IR+ tel que x<y.
On étudie le signe de f(x)-f(y) pour comparer les deux images

f(x)-f(y) = -2+ 1 - (-2+ 1 )
x²+1 y²+1
= 1 - 1
x²+1 y²+1
= y²+1-(x²+1) = (y-x)(y+x)
x²+1 y²+1

puisque x<y alors y-x>0.
Soient x et y∈IR+ donc y+x>0
(l'inégalité est stricte car x≠y ne peuvent pas prendre la même valeur en même temps)
ainsi f(x)-f(y)>0 ou encore f(x)>f(y) donc f est strictement décroissante sur IR+.

f est une fonction paire alors elle est strictement croissante sur IR-.
Tableau de variation de f

x -∞ 0 +∞
f
-1

3) On montre que f(x)≥-1 pour tout x∈IR.
Signe de f(x)-(-1)=f(x)+1.

f(x)+1 = -2+1+ 1
x²+1

= -1+ 1
x²+1
= -x²-1+1 = -x²
x²+1 x²+1

on a x²+1>0 et -x²≤0
donc pour tout x∈IR on a f(x)≥-1.
Puisque pour tout x∈IR on a f(x)≥-1
et f(0)=-1 alors pour tout x∈IR on a f(x)≥f(0)
et cela signifie que f(0)=-1 est une valeur minimale de f sur IR et donc -1 est un extremum de f en 0.