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Applications directes

Quel est le coefficient directeur de la tangente à la courbe d'équation 

Sommaire

Coefficient directeur d'une tangenteTangente et intersectionTangente parallèle à l'axe des abscissesÉquation d'une tangenteTaux de variationLecture graphiqueTangente commune à deux courbesCalcul de dérivées (1)Calcul de dérivées (2)Calcul de dérivées (3)Tangentes à une courbeFonction dérivable en 0Calcul de dérivées (4)Intersection de deux tangentes

Coefficient directeur d'une tangente

Quel est le coefficient directeur de la tangente à la courbe d'équation 
y=x2y=x^2y=x2
 au point de la courbe d'abscisse
555
 ?

Tangente et intersection

Quelle est l'abscisse du point d'intersection de l'axe des abscisses avec la tangente à la courbe d'équation
y=x2y=x^2y=x2
 au point d'abscisse
666
 ?

Tangente parallèle à l'axe des abscisses

Soit
fff
la fonction définie sur
R\mathbb{R}R
par
f(x)=3x2−6x+7f(x)=3x^2 -6x+7f(x)=3x2−6x+7
.
Quelle est l'abscisse du point de la courbe représentative de la fonction 
fff
auquel la tangente à la courbe est parallèle à l'axe des abscisses ?

Équation d'une tangente

Quelle est l'ordonnée du point d'intersection de la tangente à la courbe d'équation
y=(x−2)2+1y = \left(x-2\right)^2 +1y=(x−2)2+1
 au point d'abscisse
222
avec l'axe des ordonnées ?

Taux de variation

On considère la fonction 
f
 définie sur 
\mathbbR
 par 
f(x)=x^2-2x+3
.
1.Soit
h
 un réel. Déterminer le taux de variation de 
f
 entre 2 et
2+h
.
2.Que devient ce taux lorsque 
h
 tend vers 0 ? 
3.En déduire la valeur de 
f'(2)
.
4.Montrer que 
f
 est dérivable en
-1
et déterminer 
f'(-1)
.

Lecture graphique

La courbe ci-dessous représente une fonction
fff
 définie et dérivable sur
R\mathbb{R}R
.
Soit
A\text AA
 et
B\text BB
 les deux points de cette courbe de coordonnées respectives :
A(1 ; 0)\text A(1 \ ; \ 0)A(1 ; 0)
 et
B(2 ; −2)\text B(2 \ ; \ -2)B(2 ; −2)
.
On appelle
T1T_1T1​
 et
T2T_2T2​
 les tangentes à la courbe, respectivement en
A\text AA
 et en
B\text BB
.
1. a.Par lecture graphique, déterminer
f′(1)f'(1)f′(1)
 et 
f′(2)f'(2)f′(2)
.  b.Déterminer une équation de
T1T_1T1​
 et 
T2T_2T2​
.
2.La fonction
fff
 est définie sur
R\mathbb{R}R
 par
f(x)=x3−3x2+2f(x) = x^3 - 3x^2 + 2f(x)=x3−3x2+2
 .
Retrouver par le calcul les résultats obtenus par lecture graphique à la question 1a.

Tangente commune à deux courbes

La figure suivante montre la courbe
Cf\mathcal{C}_fCf​
représentative de la fonction
fff
 définie sur
R\mathbb{R}R
 par 
f(x)=14x2+12x+54f(x) = \dfrac{1}{4}x^2 + \dfrac{1}{2}x + \dfrac{5}{4}f(x)=41​x2+21​x+45​
.
ggg
 est la fonction définie sur
[0 ;+∞[[0 \ ; +\infty[[0 ;+∞[
par 𝑔(𝑥) =
2x2\sqrt{x}2x​
 (non représentée sur la figure).
1.Déterminer les fonctions dérivées de
fff
 et de
ggg
.
2.Déterminer une équation de la tangente
T\mathcal{T}T
 à
Cf\mathcal{C}_fCf​
en
A(1 ; 2)A\left(1 \ ; \ 2\right)A(1 ; 2)
.
3.Montrer que
T\mathcal{T}T
 est aussi une tangente à la courbe
Cg\mathcal{C}_gCg​
représentative de la fonction
ggg
.

Calcul de dérivées (1)

En précisant leur ensemble de dérivabilité, donner l'expression de la dérivée de chacune des fonctions suivantes.
f1(x)=(5x+7)2f_1(x) = \left(5x + 7\right)^2f1​(x)=(5x+7)2
f2(x)=(x2−2x−3)2(2x−6)3f_2\left(x\right) = \left(x^2 - 2x - 3\right)^2 \left(2x - 6\right)^3f2​(x)=(x2−2x−3)2(2x−6)3
f3(x)=1x2−2x−3f_3\left(x\right) = \dfrac{1}{x^2 - 2x - 3}f3​(x)=x2−2x−31​
f4(x)=1(2x−6)3f_4\left(x\right) = \dfrac{1}{\left(2x -6\right)^3}f4​(x)=(2x−6)31​
f5(x)=x−1x+1f_5\left(x\right) = \dfrac{x-1}{x+1}f5​(x)=x+1x−1​
f6(x)=x2+4x2−4f_6\left(x\right) = \dfrac{x^2 + 4}{x^2 - 4}f6​(x)=x2−4x2+4​
f7(x)=2x2+x−13x2−x−2f_7\left(x\right) = \dfrac{2x^2 + x - 13}{x^2 - x - 2}f7​(x)=x2−x−22x2+x−13​
f8(x)=(3x+2)2(5x2+6x+1)3f_8\left(x\right) = \dfrac{\left(3x + 2\right)^2}{\left(5x^2 + 6x + 1\right)^3}f8​(x)=(5x2+6x+1)3(3x+2)2​

Calcul de dérivées (2)

Déterminer les dérivées des fonctions définies par :
f_1\left(x\right) = \left(4x - 7\right)^5
 pour tout 
x∈Rx \in \mathbb{R}x∈R
f2(x)=1(2x−1)3f_2\left(x\right) = \dfrac{1}{\left(2x - 1\right)^3}f2​(x)=(2x−1)31​
 pour tout 
x≠12x \neq \dfrac{1}{2}x=21​
f3(x)=−4x+3f_3\left(x\right) = \sqrt{-4x + 3}f3​(x)=−4x+3​
 pour tout 
x⩽34x \leqslant \dfrac{3}{4}x⩽43​
f4(x)=12x−1f_4\left(x\right) = \dfrac{1}{\sqrt{2x - 1}}f4​(x)=2x−1​1​
 pour tout 
x>12x > \dfrac{1}{2}x>21​
f5(x)=(x−13x−2)2f_5\left(x\right) = \left(\dfrac{x-1}{3x - 2}\right)^2f5​(x)=(3x−2x−1​)2
 pour tout 
x≠23x \neq \dfrac{2}{3}x=32​

Calcul de dérivées (3)

Déterminer l'ensemble de dérivabilité et la dérivée de chacune des fonctions définies par les expressions ci-dessous.
f1(x)=(x2+3x−1)(2x−3)f_1\left(x\right) = \left(x^2 + 3x - 1\right)\left(2x - 3\right)f1​(x)=(x2+3x−1)(2x−3)
f2(x)=x+1x2+2xf_2\left(x\right) = \dfrac{x + 1}{x^2 + 2x}f2​(x)=x2+2xx+1​
f3(x)=x33x2+1f_3\left(x\right) = \dfrac{x^3\sqrt{3}}{x^2 + 1}f3​(x)=x2+1x33​​
f4(x)=x2x+3f_4\left(x\right) = \dfrac{\sqrt{x}}{2x + 3}f4​(x)=2x+3x​​

Tangentes à une courbe

Soit 
f
 la fonction définie sur 
R\mathbb{R}R
 par 
f(x)=x4−2x2+3xf(x) = x^4 - 2x^2 + 3xf(x)=x4−2x2+3x
 et 
Cf\mathcal{C}_fCf​
 la courbe représentative de 
fff
.
1.Déterminer une équation de la tangente à la courbe 
Cf\mathcal{C}_fCf​
 au point d'abscisse 
−1-1−1
.
2.Déterminer les coordonnées des points de la courbe 
Cf\mathcal{C}_fCf​
 où la tangente est parallèle à la droite d'équation 
y=3x−5y = 3x - 5y=3x−5
.

Fonction dérivable en 0

Soit 
fff
 la fonction définie sur 
[0 ;+∞[\left[0 \ ; +\infty \right[[0 ;+∞[
 par 
f(x)=x(x2+x)f(x) = \sqrt{x}\left(x^2 + x\right)f(x)=x​(x2+x)
.
1. Justifier que la fonction 
fff
 est dérivable sur 
]0  ;+∞[\left]0 \; ; +\infty\right[]0;+∞[
 et calculer 
f′(x)f'(x)f′(x)
 pour tout réel 
xxx
 strictement positif.
2. Dans la suite, nous allons démontrer que\(f\) est dérivable en
000
.  a.Calculer le taux de variation
τ0(h)\tau_0(h)τ0​(h)
 de 
fff
 en 
000
 et en donner l'expression la plussimple possible.  b.Montrer que la fonction 
fff
 est dérivable en 
000
 et calculer 
f′(0)f'(0)f′(0)
.

Calcul de dérivées (4)

Calculer les dérivées des fonctions définies par les expressions suivantes en précisant à chaque fois l'ensemble de dérivabilité de la fonction et en justifiant sa dérivabilité.
f1(x)=2x3−4x2+7f_1\left(x\right) = 2x^3 - 4x^2 + 7f1​(x)=2x3−4x2+7
f2(x)=(x7+2x)(x3−4x+1)f_2\left(x\right) = \left(x^7 + 2x\right)\left(x^3 - 4x + 1\right)f2​(x)=(x7+2x)(x3−4x+1)
f3(x)=(x2−2x+3)8f_3\left(x\right) = \left(x^2 - 2x + 3\right)^8f3​(x)=(x2−2x+3)8
f4(x)=2x2−4x+1x−2f_4\left(x\right) = \dfrac{2x^2 - 4x + 1}{x-2}f4​(x)=x−22x2−4x+1​
f5(x)=(2x+1x2+3)2f_5\left(x\right) = \left(\dfrac{2x +1 }{x^2 + 3}\right)^2f5​(x)=(x2+32x+1​)2
f_6\left(x\right) = \frac{1}{\left(x^2 + 2\right)^4}
f7(x)=2x5x−2f_7\left(x\right) = 2x\sqrt{5x-2}f7​(x)=2x5x−2​
f8(x)=(x2−2x+2)2x2+1f_8\left(x\right) = \dfrac{\left(x^2 - 2x + 2\right)^2}{\sqrt{x^2 + 1}}f8​(x)=x2+1​(x2−2x+2)2​

Intersection de deux tangentes

Soit
fff
 la fonction définie sur
R\mathbb{R}R
 par
f(x)=x2−10x+26f(x) = x^2 - 10x + 26f(x)=x2−10x+26
 et
ggg
 la fonction définie sur
]−∞  ;  5[∪]5  ;  +∞[\left]-\infty \; ; \; 5\right[ \cup \left]5 \; ; \; +\infty\right[]−∞;5[∪]5;+∞[
 par 
g(x)=4x−18x−5g(x) = \dfrac{4x - 18}{x - 5}g(x)=x−54x−18​
.
1.Déterminer l'équation de la droite
Δ1\Delta_1Δ1​
 tangente à la courbe représentative de la fonction
f
 au point
III
 d'abscisse
444
.
2.Déterminer l'équation de la droite
Δ2\Delta_2Δ2​
 tangente à la courbe représentative de la fonction
ggg
 au point
JJJ
 d'abscisse 
444
.
3.Déterminer les coordonnées du point d'intersection de
Δ1\Delta_1Δ1​
 et 
Δ2\Delta_2Δ2​
.