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Soit f(x)=(2x−1)/(x-3). 1. Donne Df. 2. Calcule x3f(x) et _xf(x). 3. Calcule f'(x) et étudie son signe.

Mathematics

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Graph of f(x) = (2x − 1)/(x − 3)

Use the left and right arrow keys to trace the curve, up and down to jump between key points, and plus and minus to zoom.

Key points of f(x) = (2x − 1)/(x − 3)
Pointxy
y-intercept00.33
x-intercept0.50

Step-by-step solution

9 steps

EXERCICE 2 : FONCTION

Soit f(x)=2x−1x−3f(x) = \frac{2x-1}{x-3}.

1. Donner DfD_f

  1. La fonction f(x)f(x) est une fonction rationnelle.

    Elle est définie si et seulement si son dénominateur est non nul.

    x−3≠0x-3 \neq 0 x≠3x \neq 3

    L'ensemble de définition de ff est Df=R∖{3}=]−∞,3[∪]3,+∞[\boxed{D_f = \mathbb{R} \setminus \{3\} = ]-\infty, 3[ \cup ]3, +\infty[}.

    2. Calculer lim⁡x→3f(x)\lim_{x \to 3} f(x) et lim⁡x→±∞f(x)\lim_{x \to \pm\infty} f(x)

    • Calcul de lim⁡x→3f(x)\lim_{x \to 3} f(x)
  2. Évaluer le numérateur en x=3x=3.

    $$
    2(3) - 1 = 6 - 1 = 5
    $$
    
  3. Évaluer le dénominateur et les limites.

    Lorsque $x \to 3^-$, $x-3 \to 0^-$.
    $$
    \lim_{x \to 3^-} f(x) = \frac{5}{0^-} = -\infty
    $$
    Lorsque $x \to 3^+$, $x-3 \to 0^+$.
    $$
    \lim_{x \to 3^+} f(x) = \frac{5}{0^+} = +\infty
    $$
    Les limites sont $\boxed{\lim_{x \to 3^-} f(x) = -\infty}$ et $\boxed{\lim_{x \to 3^+} f(x) = +\infty}$.  
    Cela indique que la droite d'équation $x=3$ est une asymptote verticale.
    
    • Calcul de lim⁡x→±∞f(x)\lim_{x \to \pm\infty} f(x)
  4. Pour une fonction rationnelle, la limite à l'infini est égale à la limite du rapport des termes de plus haut degré.

    $$
    \lim_{x \to \pm\infty} f(x) = \lim_{x \to \pm\infty} \frac{2x}{x}
    $$
    $$
    \lim_{x \to \pm\infty} f(x) = \lim_{x \to \pm\infty} 2
    $$
    $$
    \lim_{x \to \pm\infty} f(x) = 2
    $$
    La limite est $\boxed{\lim_{x \to \pm\infty} f(x) = 2}$.  
    Cela indique que la droite d'équation $y=2$ est une asymptote horizontale.
    

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

    • Calcul de f′(x)f'(x)
  5. Utiliser la formule de dérivation d'un quotient (uv)′=u′v−uv′v2\left(\frac{u}{v}\right)' = \frac{u'v - uv'}{v^2}.

    Soit $u(x) = 2x-1$, alors $u'(x) = 2$.  
    Soit $v(x) = x-3$, alors $v'(x) = 1$.
    $$
    f'(x) = \frac{2(x-3) - (2x-1)(1)}{(x-3)^2}
    $$
    
  6. Simplifier l'expression.

    $$
    f'(x) = \frac{2x - 6 - 2x + 1}{(x-3)^2}
    $$
    $$
    f'(x) = \frac{-5}{(x-3)^2}
    $$
    La dérivée de $f(x)$ est $\boxed{f'(x) = \frac{-5}{(x-3)^2}}$.
    
    • Étude de son signe
  7. Analyser le signe du dénominateur.

    Le terme $(x-3)^2$ est un carré, donc il est toujours positif pour tout $x \in D_f$ (c'est-à-dire pour $x \neq 3$).
    
  8. Analyser le signe du numérateur.

    Le numérateur est $-5$, qui est une constante négative.
    
  9. Conclure sur le signe de f′(x)f'(x).

    Puisque le numérateur est négatif et le dénominateur est positif, alors $f'(x)$ est toujours négatif sur son domaine de définition.
    $$
    \boxed{f'(x) < 0 \text{ pour tout } x \in D_f}
    $$
    Cela signifie que la fonction $f(x)$ est strictement décroissante sur $]-\infty, 3[$ et sur $]3, +\infty[$.
    
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