Mathématiques

Question

Bonjour, j'ai un dns a rendre pour demain et je n'y arrive pas, pouvez vous m'aider ?
1) Soit f la fonction définie sur R par f(x)= -x^2+5x.
Démontrer qu'il existe deux tangents à la courbe représentative de f passant par le point A(1;5) et donner les équations de ces tangentes.
En donner une représentation graphique.

2) Démonter qu'il n'existe aucune tangente à la courbe d'équation y=x:(1-x) passant par le point de coordonnées (-2;1)

3) Soit h la fonction définie sur (0; + infini( par : h(x) = x +2 racine de x
Existe-t-il une tangente à la courbe représentative de h passant par le point de coordonnées (0;2)?
Si oui, en donner l'équation.
Merci 

1 Réponse

  • Bonjour,
    Soit f la fonction définie sur R tel que: f(x)=-x²+5x.

    1) Un courbe passe par un point si les coordonnées du points vérifient l'expression de la courbe. Dans notre cas, les tangentes passeront par A(1;5) si et seulement si leurs expressions vérifient ces coordonnées.
    Nous allons commencer par chercher l'expression de la tangente de f en un point d'abscisse a. L'expression de cette tangente est donnée par la relation suivante:
    y=f'(a)(x-a)+f(a)
    y=(-2a+5)(x-a)+(-a²+5a)
    y=-2ax+2a²+5x-5a-a²+5a
    y=a²-2ax+5x
    On a donc l'expression de la tangente en fonction de a. Nous lui appliquons les coordonnées de A puisqu'elle doit passer par ce point donc:
    y=a²-2ax+5x
    5=a²-2a(1)+5(1) car A(1;5)
    5=a²-2a+5
    a(a-2)=0
    un produit de facteur est nul si et seulement si l'un des facteur est nul donc:
    a=0 ou a-2=0 donc si a=2
    Donc il existe bien deux tangentes qui passent par le point de coordonnées A(1;5). Nous les nommerons y(1) et y(2) donc:
    y(1)=f'(0)(x-0)+f(0)
    y(1)=(-2*0+5)(x)+(-0²+5*0)
    y(1)=5x
    y(2)=f'(2)(x-2)+f(2)
    y(2)=(-2(2)+5)(x-2)+(-2²+5(2))
    y(2)=(x-2)+6
    y(2)=x+4
    (voir pièce jointe pour le dessin)

    2) Nous allons procéder de la même manière avec cette fonction. On appellera g la fonction évoquée dans cette question.
    Soit g la fonction définis par: g(x)=x/(1-x) avec x≠1
    y=g'(a)(x-a)+g(a)
    y=(1/(1-a)²)(x-a)+(a/(1-a))
    On applique alors les coordonnées (-2;1) donc:
    1=(1/(1-a)²)(-2-a)+(-2)/(1+2) car g'(x)=1/(1-x)²
    1=(-2-a)/(1-a)²-2/3
    5/3(1-a)²=-2-a
    5/3(1-2a+a²)+2+a=0
    5/3-(10/3)a+(5/3)a²+2+a=0
    (5/3)a²-(7/3)a+11/3=0
    5a²-7a+11=0
    On résout  cette équation du second degrés:
    Δ=b²-4ac=(-7)²-4(5)(11)=49-220=-171
    Comme Δ<0 alors cette équation n'a pas de solution dans R donc il n'existe aucune tangente à la courbe de g qui passe par le point (-2;1)

    3) On reste sur le même raisonnement. Soit h la fonction définit sur [0;+∞[ telle que: h(x)=x+2√x.
    On procède d'abord en calculant la tangente à cette courbe en un point point d'abscisse a par:
    y=h'(a)(x-a)+h(a)
    comme h'(x)=(x+2√x)'=1+1/√x avec x≠0 donc
    y=(1/√a)(x-a)+(a+2√a)
    y=(x/√a)-a+a+2√a
    y=(x/√a)+2√a
    On applique les coordonnées (0;2) à cette expression donc:
    2=(0/√a)+2√a
    √a=1
    a=1
    Il existe donc une tangente à la courbe de h au point d'abscisse a=1.
    On peut maintenant calculer l'équation de cette tangente:
    y=h'(1)(x-1)+h(1)
    y=(1/√1)(x-1)+(1+2√1)
    y=x-1+3
    y=x+2
    Image en pièce jointe de la réponse greencalogero

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