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ExerciceTerminale, chapitre 3 — Fonctions numériques · Exercices de synthèse

Exercice 34

QCMDémonstrationCalcul

Pour chaque question, une seule réponse est exacte. Déterminer laquelle et justifier.

Réponse ARéponse BRéponse C
1. lim⁡x→+∞3x2−x+21−2x2\lim\limits_{x\to +\infty} \dfrac{3x^{2}-x+2}{1-2x^{2}} vaut−32-\dfrac{3}{2}32\dfrac{3}{2}−12-\dfrac{1}{2}
2. lim⁡x→2−x+1x−2\lim\limits_{x\to 2^{-}} \dfrac{x+1}{x-2} vaut+∞+\infty−∞-\infty00
3. La dérivée de x↦(x2+1)3x\mapsto (x^{2}+1)^{3} est3(x2+1)23(x^{2}+1)^{2}6x(x2+1)26x(x^{2}+1)^{2}6x(x2+1)36x(x^{2}+1)^{3}
4. La dérivée de x↦e−3x+1x\mapsto \mathrm{e}^{-3x+1} est−3 e−3x+1-3\,\mathrm{e}^{-3x+1}e−3x+1\mathrm{e}^{-3x+1}−3 e−3-3\,\mathrm{e}^{-3}
5. Si f′′(x)=6x−12f''(x)=6x-12 sur ℝ\mathbb{R}, alors la courbe de ff admet un point d'inflexion d'abscisse0022elle n'en admet pas
6. La fonction x↦x4x\mapsto x^{4} estconvexe sur ℝ\mathbb{R}concave sur ℝ\mathbb{R}concave puis convexe
7. Le théorème des valeurs intermédiaires permet d'affirmerl'existence d'une solutionl'unicité d'une solutionl'existence et l'unicité
8. Si ff est continue sur [0 ;1][0\,;1] avec f(0)=−1f(0)=-1 et f(1)=3f(1)=3, alors ffs'annule au moins une foiss'annule exactement une foisne s'annule pas nécessairement
Corrigé

1. Réponse A. On factorise par x2x^{2} : 3x2−x+21−2x2=3−1x+2x21x2−2⟶3−2=−32\dfrac{3x^{2}-x+2}{1-2x^{2}}=\dfrac{3-\frac{1}{x}+\frac{2}{x^{2}}}{\frac{1}{x^{2}}-2} \longrightarrow \dfrac{3}{-2}=\boxed{-\dfrac{3}{2}}

2. Réponse B. Le numérateur tend vers 3>03>0 et, pour x<2x<2, on a x−2<0x-2<0 donc x−2→0−x-2\to 0^{-}. Le quotient tend donc vers −∞\boxed{-\infty}.

3. Réponse B. Avec u(x)=x2+1u(x)=x^{2}+1 et u′(x)=2xu'(x)=2x : (u3)′=3u′u2=6x(x2+1)2\left(u^{3}\right)'=3u'u^{2}=\boxed{6x(x^{2}+1)^{2}}. La réponse A est le résultat que l'on obtient en oubliant u′u'.

4. Réponse A. Avec u(x)=−3x+1u(x)=-3x+1 et u′(x)=−3u'(x)=-3 : (eu)′=u′eu=−3 e−3x+1\left(\mathrm{e}^{u}\right)'=u'\mathrm{e}^{u}=\boxed{-3\,\mathrm{e}^{-3x+1}}.

5. Réponse B. f′′(x)=6x−12f''(x)=6x-12 s'annule en x=2x=2 en changeant de signe (négative avant, positive après) : il y a bien un point d'inflexion d'abscisse 2\boxed{2}.

6. Réponse A. Si f(x)=x4f(x)=x^{4}, alors f′′(x)=12x2⩾0f''(x)=12x^{2}\geqslant 0 sur ℝ\mathbb{R}, donc f est convexe sur ℝ\boxed{f \text{ est convexe sur } \mathbb{R}}. Attention : f′′(0)=0f''(0)=0 n'entraîne pas un changement de convexité, comme vu à l'exercice 18.

7. Réponse A. Le théorème des valeurs intermédiaires est un théorème d'existence : il affirme qu'il existe au moins une solution. L'unicité relève du corollaire, qui exige en plus la stricte monotonie.

8. Réponse A. ff est continue sur [0 ;1][0\,;1] et f(0)=−1<0<3=f(1)f(0)=-1<0<3=f(1) : d'après le théorème des valeurs intermédiaires, ff s'annule au moins une fois. Rien ne permet d'affirmer qu'elle ne s'annule qu'une fois, faute de connaître ses variations.

Dans l'édifice

Thèmes

dérivée, tableau de variations, convexité, point d'inflexion, dérivée seconde, continuité, théorème des valeurs intermédiaires

Notions

dérivable, continuité, fonction convexe, dérivées successives

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