Corrigé étape par étape le sujet aux niveaux terminale A2 à Madagascar. Faire le chema et formule à chaque réponse question. En fin montre le chema de courbe(C) et tangente(T)

Mathematics

ScanSolve AI Answer

Step-by-step solution

12 steps

Okay garaman712, voici la solution détaillée pour l'Exercice 2.

EXERCICE 2

Soit la fonction ff définie sur R\mathbb{R} par f(x)=x3−3x+2f(x) = x^3 - 3x + 2.
On désigne par (C)(C) sa courbe représentative dans un repère orthonormé (O;i⃗,j⃗)(O; \vec{i}, \vec{j}).

1. Calculer f′(x)f'(x) et étudier son signe.

  1. Calculer la dérivée première f′(x)f'(x).

    La fonction f(x)f(x) est un polynôme, donc sa dérivée est calculée terme par terme.

    f′(x)=ddx(x3−3x+2)=3x2−3f'(x) = \frac{d}{dx}(x^3 - 3x + 2) = 3x^2 - 3
  2. Étudier le signe de f′(x)f'(x).

    Pour étudier le signe de f′(x)f'(x), nous cherchons ses racines en résolvant f′(x)=0f'(x) = 0.

    3x2−3=03x^2 - 3 = 0 3(x2−1)=03(x^2 - 1) = 0 x2−1=0x^2 - 1 = 0 (x−1)(x+1)=0(x-1)(x+1) = 0

    Les racines sont x=1x = 1 et x=−1x = -1.
    f′(x)f'(x) est un polynôme du second degré avec un coefficient dominant positif (3>03 > 0). Il est donc positif à l'extérieur des racines et négatif entre les racines.

    • Pour x∈]−∞;−1[∪]1;+∞[x \in ]-\infty; -1[ \cup ]1; +\infty[, f′(x)>0f'(x) > 0.
    • Pour x∈]−1;1[x \in ]-1; 1[, f′(x)<0f'(x) < 0.
    • Pour x=−1x = -1 ou x=1x = 1, f′(x)=0f'(x) = 0. La dérivée est f′(x)=3x2−3\boxed{f'(x) = 3x^2 - 3}. Son signe est f′(x)>0 sur ]−∞;−1[∪]1;+∞[ et f′(x)<0 sur ]−1;1[\boxed{f'(x) > 0 \text{ sur } ]-\infty; -1[ \cup ]1; +\infty[ \text{ et } f'(x) < 0 \text{ sur } ]-1; 1[}.

    2. Dresser le tableau de variation de ff.

  3. Calculer les limites aux bornes de l'ensemble de définition.

    Puisque f(x)f(x) est un polynôme, les limites à l'infini sont déterminées par le terme de plus haut degré.

    lim⁡x→−∞f(x)=lim⁡x→−∞x3=−∞\lim_{x \to -\infty} f(x) = \lim_{x \to -\infty} x^3 = -\infty lim⁡x→+∞f(x)=lim⁡x→+∞x3=+∞\lim_{x \to +\infty} f(x) = \lim_{x \to +\infty} x^3 = +\infty
  4. Calculer les valeurs de f(x)f(x) aux points où f′(x)=0f'(x) = 0.

    Pour x=−1x = -1:

    f(−1)=(−1)3−3(−1)+2=−1+3+2=4f(-1) = (-1)^3 - 3(-1) + 2 = -1 + 3 + 2 = 4

    Pour x=1x = 1:

    f(1)=(1)3−3(1)+2=1−3+2=0f(1) = (1)^3 - 3(1) + 2 = 1 - 3 + 2 = 0
  5. Dresser le tableau de variation en utilisant le signe de f′(x)f'(x) et les valeurs calculées.

    xx−∞-\infty−1-11+∞+\infty
    f′(x)f'(x)++0−-0++
    Variation de ff↗\nearrow4 (Max local)↘\searrow0 (Min local)↗\nearrow
    f(x)f(x)−∞-\infty+∞+\infty

    3. Montrer que le point I(0;2)I(0; 2) est un point d'inflexion de (C)(C).

  6. Calculer la dérivée seconde f′′(x)f''(x).

    f′′(x)=ddx(3x2−3)=6xf''(x) = \frac{d}{dx}(3x^2 - 3) = 6x
  7. Chercher les racines de f′′(x)=0f''(x) = 0.

    6x=0  ⟹  x=06x = 0 \implies x = 0
  8. Étudier le signe de f′′(x)f''(x) autour de x=0x=0.

    • Pour x<0x < 0, f′′(x)=6x<0f''(x) = 6x < 0.
    • Pour x>0x > 0, f′′(x)=6x>0f''(x) = 6x > 0. Puisque f′′(x)f''(x) change de signe en x=0x=0, le point d'abscisse x=0x=0 est un point d'inflexion.
  9. Calculer l'ordonnée du point d'inflexion.

    f(0)=(0)3−3(0)+2=2f(0) = (0)^3 - 3(0) + 2 = 2

    Le point d'inflexion est donc I(0;2)I(0; 2).
    Puisque f′′(0)=0f''(0) = 0 et f′′(x)f''(x) change de signe en x=0x=0, le point I(0;2) est un point d’inflexion de (C)\boxed{I(0; 2) \text{ est un point d'inflexion de }(C)}.

    4. Déterminer l'équation de la tangente (T)(T) à la courbe (C)(C) au point II.

  10. Utiliser la formule de l'équation de la tangente au point d'abscisse aa

    y−f(a)=f′(a)(x−a)y - f(a) = f'(a)(x - a).
    Ici, le point d'inflexion est I(0;2)I(0; 2), donc a=0a=0, f(a)=f(0)=2f(a)=f(0)=2.

  11. Calculer la valeur de la dérivée première en x=0x=0.

    f′(0)=3(0)2−3=−3f'(0) = 3(0)^2 - 3 = -3
  12. Substituer les valeurs dans la formule de la tangente.

    y−f(0)=f′(0)(x−0)y - f(0) = f'(0)(x - 0) y−2=−3(x−0)y - 2 = -3(x - 0) y−2=−3xy - 2 = -3x y=−3x+2y = -3x + 2

    L'équation de la tangente (T)(T) est y=−3x+2\boxed{y = -3x + 2}.

    5. Tracer la courbe (C)(C) et la tangente (T)(T).
    Pour tracer la courbe, nous utilisons les informations du tableau de variation et les points clés:

    • Maximum local: (−1;4)(-1; 4)
    • Minimum local: (1;0)(1; 0)
    • Point d'inflexion: (0;2)(0; 2)
    • La tangente (T)(T) passe par (0;2)(0; 2) et a une pente de −3-3. Pour un autre point, si x=1x=1, y=−3(1)+2=−1y = -3(1)+2 = -1. Donc (1;−1)(1; -1) est sur la tangente.

    Voici le schéma de la courbe (C)(C) et de la tangente (T)(T):

    graph TD
        A[Start] --> B{Plot key points};
        B --> C{Plot local maximum (-1, 4)};
        B --> D{Plot local minimum (1, 0)};
        B --> E{Plot inflection point (0, 2)};
        E --> F{Draw tangent (T) through (0, 2) with slope -3};
        F --> G{Sketch curve (C) using variation table};
        G --> H{Curve increases to (-1, 4)};
        H --> I{Curve decreases through (0, 2) to (1, 0)};
        I --> J{Curve increases from (1, 0)};
        J --> K[End];
    
        style A fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style B fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style C fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style D fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style E fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style F fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style G fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style H fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style I fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style J fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
        style K fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px
    
           ^ y
           |
         5 +
           |  (-1,4) Max
         4 +    .
           |   / \
         3 +  /   \
           | /     \
         2 + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
    

    The diagram above shows the general shape of the curve (C) and the tangent (T).

    • The curve (C) rises to the local maximum at (−1,4)(-1, 4).
    • It then falls, passing through the inflection point (0,2)(0, 2), and continues to fall to the local minimum at (1,0)(1, 0).
    • After (1,0)(1, 0), the curve rises again.
    • The tangent line (T) passes through (0,2)(0, 2) with a negative slope, indicating it goes downwards from left to right.
Was this helpful?

Still stuck on this one?

Ask a follow-up, and the answer starts from this question.

Got a different question?Ask your own question