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Dérivation

Calcul de dérivée - Cours
Quotient \(\left(\dfrac uv\right)'=\dfrac{u'v-uv'}{v^2}\)

Dériver un quotient
Dans la page précédente , nous avons appris à dériver un produit de deux fonctions grâce à la formule \[ (uv)'=u'v+uv'. \]

👉 Dans cette page, nous allons apprendre à dériver un quotient de deux fonctions, par exemple : \[ f(x)=\dfrac{x^2+1}{x-1}. \]

Nous verrons également qu'il est parfois possible d'éviter la formule du quotient, notamment lorsqu'il y a une constante au dénominateur.

📌 Dans la page suivante :

Nous utiliserons les dérivées pour étudier les variations d'une fonction.
👉 Étudier les variations d'une fonction →


🎯 Objectif : savoir dériver un quotient de deux fonctions et reconnaître les situations où l'on peut éviter la formule du quotient.



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👉 Option 1 : Apprends à utiliser la formule de dérivation d'un quotient à travers un exercice guidé.

📺 Dériver un quotient avec la formule \(\left(\dfrac uv\right)'=\dfrac{u'v-uv'}{v^2}\) 👇



👉 Option 2 : Regarde le cours complet.

📺 Dériver un quotient : cours complet 👇

🎯 Dérivée d'un quotient

Soit \(u\) et \(v\) deux fonctions dérivables sur un intervalle \(\rm I\), avec \(v\) qui ne s'annule pas sur \(\rm I\).

Alors la fonction \(\dfrac uv\) est également dérivable sur \(\rm I\) et on a :
⭐ Formule à connaître
\[ \boldsymbol{ \left(\dfrac uv\right)' = \dfrac{u'v-uv'}{v^2} } \]
⚠️ Attention :

Avant d'appliquer la formule, il faut vérifier que le dénominateur ne s'annule pas.


Exemple : \[ f(x)=\dfrac{x^2+1}{x-1}. \]
Le dénominateur s'annule en $1$. Donc la fonction $f$ est définie sur $\mathbb R\setminus\{1\}$.

\(f\) est le quotient de deux fonctions \(u\) et \(v\) définies sur \(\mathbb R\setminus\{1\}\) par : \[ u(x)=x^2+1 \qquad\text{et}\qquad v(x)=x-1. \] Les fonctions \(u\) et \(v\) sont dérivables sur \(\mathbb R\setminus\{1\}\) et \(v\) ne s'y annule pas.

Donc \(f=\dfrac uv\) est dérivable sur \(\mathbb R\setminus\{1\}\).

On a pour tout $x\neq 1$ : \[ u'(x)=2x \qquad\text{et}\qquad v'(x)=1. \]
On applique la formule : \[ f'(x) = \dfrac{ u'(x)v(x)-u(x)v'(x) } {v(x)^2}. \] Donc : \[ f'(x) = \dfrac{ 2x(x-1)-(x^2+1) } {(x-1)^2}. \] Puis : \[ \boxed{ \boldsymbol{ f'(x) = \dfrac{x^2-2x-1}{(x-1)^2} }} \]

⭐ Très important : constante au dénominateur

Lorsqu'il y a une constante au dénominateur, il est beaucoup plus simple de sortir cette constante plutôt que d'utiliser la formule du quotient.

On « sort » la constante :
\[ \boldsymbol{ \dfrac uk = \dfrac1k\,u } \]
où \(k\) est une constante non nulle.

📺 Constante au dénominateur : la méthode simple 👇

Exemple : \[ f(x) = \dfrac{2x^3-4x^2+5x-8}{7}. \] La fonction \(f\) est dérivable sur \(\mathbb R\).

On commence par écrire : \[ f(x) = \dfrac17 \left( 2x^3-4x^2+5x-8 \right). \]
On utilise ensuite la règle :
$ (ku)'=ku' $
💡 Ici, $k=\dfrac 17$
Donc : \[ f'(x) = \dfrac17 \left( 6x^2-8x+5 \right). \] Finalement : \[ \boxed{ \boldsymbol{ f'(x) = \dfrac{6x^2-8x+5}{7} }} \]
💡 On pourrait utiliser la formule du quotient, mais ce serait beaucoup plus compliqué.

🎯 L'essentiel

📌 À retenir :

  • Pour dériver un quotient : \[ \boxed{ \boldsymbol{ \left(\dfrac uv\right)' = \dfrac{u'v-uv'}{v^2} }} \]
  • Toujours faire attention au dénominateur et au domaine de validité.
  • Si le dénominateur est une constante, ne pas utiliser la formule du quotient.
  • Écrire plutôt \[ \dfrac uk = \dfrac1k\,u \] puis utiliser \[ (ku)'=ku'. \]
Exercice 1 :

Calcul de dérivée - première spé maths

Dans chaque cas, \(f\) est une fonction définie et dérivable sur l'ensemble indiqué. Déterminer \(f'(x)\) :
\(\color{red}{\textbf{a.}}\) \(f(x)=\dfrac{2-3x}{2x-6}\) sur \(\mathbb R\setminus\{3\}\) \(\color{red}{\textbf{b.}}\) \(f(x)=\dfrac{3x-5}{2x^2+1}\) sur \(\mathbb R\) \(\color{red}{\textbf{c.}}\) \(f(x)=\dfrac3{x-1}\) sur \(\mathbb R\setminus\{1\}\) \(\color{red}{\textbf{d.}}\) \(f(x)=\dfrac{2x^3-4x^2+5x-8}{7}\) sur \(\mathbb R\)

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