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ExercicePremière, chapitre 4 — Dérivation · Dérivée, variations et extremums

Exercice 22

DémonstrationCalcul

Soit ff une fonction définie et dérivable sur [−4 ;6][-4\,;6], dont la dérivée f′f' admet le tableau de signes suivant :

Figure

On donne par ailleurs f(−4)=5f(-4)=5, f(−2)=−3f(-2)=-3, f(1)=0f(1)=0, f(4)=6f(4)=6 et f(6)=2f(6)=2.

1. Dresser le tableau de variations de ff sur [−4 ;6][-4\,;6].

2. Préciser les extremums locaux de ff et leur nature.

3. Attention : f′f' s'annule en 11 sans changer de signe. Que peut-on en dire pour la courbe de ff en ce point ?

4. Déterminer le maximum et le minimum de ff sur l'intervalle [−4 ;6][-4\,;6].

5. Combien l'équation f(x)=1f(x)=1 admet-elle de solutions sur [−4 ;6][-4\,;6] ? On justifiera à l'aide du tableau de variations.

Corrigé

1. On reporte le signe de f′f' et les cinq valeurs données :

Figure

La fonction est croissante sur tout [−2 ;4][-2\,;4], l'annulation en 11 n'interrompant pas la croissance.

2. f admet un minimum local −3 en −2, et un maximum local 6 en 4.\boxed{f \text{ admet un minimum local } -3 \text{ en } -2,\ \text{et un maximum local } 6 \text{ en } 4.}

3. En x=1x=1, la dérivée s'annule mais ne change pas de signe. D'après la propriété du cours, il n'y a donc pas d'extremum en ce point. la courbe admet en (1 ;0) une tangente horizontale, sans extremum :elle y marque un palier avant de repartir vers le haut.\boxed{\begin{array}{l} \text{la courbe admet en } (1\,;0) \text{ une tangente horizontale, sans extremum :} \\[1mm] \text{elle y marque un palier avant de repartir vers le haut.} \end{array}}

4. Sur [−4 ;6][-4\,;6], en comparant toutes les valeurs remarquables 55, −3-3, 66 et 22 : maximum 6 atteint en x=4;minimum −3 atteint en x=−2\boxed{\text{maximum } 6 \text{ atteint en } x=4 \quad;\quad \text{minimum } -3 \text{ atteint en } x=-2}

5. On examine les trois branches monotones :

• sur [−4 ;−2][-4\,;-2], ff décroît de 55 à −3-3 : comme 1∈ ]−3 ;5[1\in\,]-3\,;5[, il y a une solution ;

• sur [−2 ;4][-2\,;4], ff croît de −3-3 à 66 : comme 1∈ ]−3 ;6[1\in\,]-3\,;6[, il y a une solution ;

• sur [4 ;6][4\,;6], ff décroît de 66 à 22 : comme 1<21<2, il n'y en a aucune.

L’eˊquation f(x)=1 admet 2 solutions sur [−4 ;6].\boxed{\text{L'équation } f(x)=1 \text{ admet } 2 \text{ solutions sur } [-4\,;6].}
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