Sujet : résoudre l'inéquation f(x) > 0 dans ℝ avec :
exemple : f(x) = (1/3) x3 − (7/2) x2 + 12 x − 10
une fonction associe un ensemble de départ A à un ensemble d'arrivée B :
Antécédent x ∈ A → Image f(x) ∈ B
Appliquée à A : f(A) = I ⊂ B où I est l'ensemble des images.
- Quel est le domaine de définition de f(x) ?
retrait des points ou des intervalles interdits : division(par zéro), racine(nombre < 0), log(nombre ≤ 0)
ici aucun point interdit : réponse
- Quels sont les points à l'infini ? x → ± ∞ ?
mettre en facteur le terme de plus haut degré ; puis faire le produit des 2 limites
f(x) = x3 [ (1/3) − (7/2) / x + 12 / x2 − 10 / x3 ]
limite de f(x) = limite(x3) × [ (1/3) − 0 + 0 − 0 ]
réponse
- Variation de la fonction :
- Quelle est la dérivée de f(x) ?
réponse
dérivée de xn : (xn)' = n xn−1
- nombre d'extrema et les points correspondant (abscisse et ordonnée) ?
réponse
(pour lesquels la dérivée est nulle).
- tableau de signe de la dérivée ?
réponse
- tableau de variation de f(x) ? on portera également le point d'abscisse 0.
réponse
le tableau de variation doit être cohérent avec les limites trouvées pour x → ±∞
- D'après le tableau de variation : nombre de solutions à f(x) = 0 ?
réponse
pour un polynôme de degré N ≥ 1, il y a au maximum N solutions à l'équation f(x) = 0
si N est pair (N=2k), il y a un nombre pair de solutions : { 2, 4, . . ., N }
si N est impair (N=2k+1), il y a un nombre impair de solutions : { 1, 3, . . ., N }
- calculer f(0), en déduire un premier encadrement de la racine ?
réponse
on applique le TVI (Théorème des Valeurs Intermédiaires) :
pour une fonction f continue, (ce qui est le cas d'un polynôme)
soit I = [a ; b] : si 0 ∈ f(I) ; alors, ∃ c ∈ I tel que f(c) = 0
→ faire un dessin pour s'en convaincre.
- avec la calculatrice encadrer la racine : x1 < r < x2
avec x2 − x1 = 10-3 ?
réponse
en traçant la courbe et en zoomant sur l'intersection.
- on prendra la borne supérieure de l'encadrement comme valeur de la racine.
Donner la solution de l'inéquation f(x) > 0 ?
réponse
on utilise le tableau de variation.
- Tracé de la courbe avec DrawLigne avec :
y(x) = pow(x, 3) / 3 - 7 * pow(x, 2) / 2 + 12 * x - 10
vérifier la racine en réglant la fenêtre graphique à xmin=valeur trouvée, xmax=valeur trouvée, ymin=-1.e-3, ymax=1.e-3
attention : mettre des points décimaux (langage en anglais)
- Calcul de valeurs particulières avec calculette
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