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Question

Bonsoir! Je vous remercie d'avance pour votre aide !

Alors ; Etudier les positions relatives des courbes y=x, y=x^2 (au carré) , y=x^3 (au cube)

J'ai vu rapidement la méthode en cours mais malheureusement je ne m'en rappelle plus !

1 Réponse

  • Comparons d'abord g(x)=x² et f(x)=x

    x² > x⇔ x²-x > 0 ⇔ x (x-1) >0

    En faisant un tableau de signe, nous pouvons déterminer quand ce produit entre x et (x-1) est positif, nul ou bien négatif et
    donc respectivement quand x² > x, x² = x  ou bien x² < x
    Bien sûr (x-1) est nul quand x=1

    x         | -∞                    0                       1                  +∞ |
    -------------------------------------------------------------------------
    x        |          -             0           +            |         +              | 
    -------------------------------------------------------------------------|
    (x-1) |           -              |             -           0        +              |
    -------------------------------------------------------------------------
    x²-x  |           +             0            -           0         +             |
    -------------------------------------------------------------------------
            |      x² > x        x²=x        x²<x     x²=x      x² > x      |

    Comparons maintenant g(x)=x² et h(x)=x³

    x³ > x² ⇔ x³-x² > 0 ⇔ x (x² - x) > 0

    Nous avons étudié le signe de (x² - x) dans le tableau précédent.
    Nous pouvons donc reprendre les lignes "x" et "x² - x" du tableau précédent pour déterminer le signe du produit de x par (x²-x), donc de x³-x².

    x         | -∞                    0                       1                  +∞ |
    -------------------------------------------------------------------------
    x         |          -             0           +            |         +              | 
    --------------------------------------------------------------------------
    x²-x    |           +             0            -           0        +             |
    -------------------------------------------------------------------------
    x³ - x² |           -             0          -             0         +             |
    ---------------------------------------------------------------------------
              |  x³ < x²          x³=x²    x³<x²      x³=x²       x³>x²     |

    Comparons enfin h(x) = x³ et f(x)=x
    x³ > x ⇔ x³-x > 0 ⇔ x(x²-1) > 0
    Si x²-1 = 0 alors x =1 ou x=(-1).
    Or dans un polynôme du second degrès (ax² + bx + c) est du signe du coefficient a sauf entre ses racines. Donc ici, x²-1 est positif sauf entre -1 et 1.

    Nous pouvons donc réaliser le tableau ci-dessous pour étudier le signe de 
    x³-x

    x         | -∞                    -1                      0                       1                    +∞ |
    ------------------------------------------------------------------------------------------------
    x         |          -               |          -           0           +            |         +              | 
    -----------------------------------------------------------------------------------------------
    x²-1    |           +             0         -           |           -              0         +             |
    ------------------------------------------------------------------------------------------------
    x³-x    |           -              0         +         0          -               0         +             |
    ------------------------------------------------------------------------------------------------
             |   x³<x              x³=x     x³>x     x³=x     x³<x        x³=x     x³>x           |

    En conclusion, en reprenant les comparaisons effectuées grâce à ces trois tableaux de signe :
    Sur ]-∞ ; -1[ : x² > x > x³
    Lorsque x=(-1) alors x² > x et x = x³
    Sur ]-1 ; 0[ : x² > x
    ³ > x
    Lorsque x=0 alors x=x²=x
    ³
    Sur ]0 ; 1[ : x > x² > x
    ³
    Lorsque x=1 alors x=x²=x³
    Sur ]1 ; +∞[ :  x³ > x² >x

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