Énoncé
Partie A
On considère la fonction définie sur par :
On note sa courbe représentative dans un repère orthonormé.
On admet que la fonction est dérivable sur et on désigne par sa fonction dérivée.
Aide au calcul : , et .
-
Démontrer que, pour tout réel :
-
Étudier les variations de la fonction sur .
-
L’affirmation « Pour tout réel , » est-elle vraie ou fausse ? Justifier.
-
Déterminer l’équation réduite de la tangente à au point d’abscisse .
Partie B
Soit la fonction polynôme du second degré définie par :
où et sont deux réels.
On crée la courbe représentée ci-dessous, constituée des deux éléments suivants :
- une partie de la courbe représentative de la fonction définie dans la partie A sur l’intervalle ;
- une partie de la courbe représentative de la fonction sur l’intervalle .
Le but de cette partie est de déterminer les réels et .
-
Le point appartient aux deux courbes et . Démontrer que .
-
Au point , les courbes et admettent la même tangente. Déterminer la valeur de .
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Partie A — Étudier la fonction
- Posons et . Alors :
Avec la formule :
- Pour tout réel , . Le signe de est donc celui de :
- lorsque ;
- ;
- lorsque .
De plus :
| Signe de | + | − | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Variations de | ↗ | ↘ |
La fonction est croissante sur , puis décroissante sur . Elle atteint donc son maximum en .
- Comme :
Le maximum de étant inférieur à , l’affirmation est vraie.
- Une équation de la tangente au point d’abscisse est :
Or et . Ainsi :
Partie B — Déterminer et
- Comme appartient à , on a . Or :
Donc .
- Les deux courbes ont la même tangente en , donc leurs nombres dérivés en sont égaux. Comme :
on obtient . La partie A donne . Par conséquent :