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Tangente

Tangente et nombre dérivé
Cours : lire \(f'(a)\) et déterminer une tangente

Tangente et nombre dérivé
Dans cette page, tu vas apprendre à lire le nombre dérivé $f'(a)$ sur un graphique et comprendre le lien avec la tangente.

👉 comprendre ce qu'est la tangente à une courbe ;
👉 interpréter \(f'(a)\) comme un coefficient directeur ;
👉 savoir lire graphiquement \(f'(a)\) ;
👉 connaître et utiliser l'équation de la tangente.

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👉 Option 1 : Commence par un exercice guidé en vidéo.

📺 Exercice type : lire le nombre dérivé \(f'(a)\) avec la tangente 👇



👉 Option 2 : Regarde d'abord le cours complet.

📺 Cours complet : tangente à la courbe d'une fonction 👇

🎯 Tangente et nombre dérivé

💡 Intuitivement, la tangente en \({\rm A}\) est la droite qui se confond avec la courbe au voisinage de \(\rm A\).

Si \(f\) est dérivable en \(a\), la tangente à la courbe de \(f\) au point d'abscisse \(a\) est la droite :

👉 qui passe par le point \({\rm A}(a;f(a))\) ;
👉 et qui a pour coefficient directeur \(f'(a)\).


📌 À retenir :

\[ \boldsymbol{ f'(a)=\text{coefficient directeur de la tangente en }a } \]

Dire que le coefficient directeur de la tangente est \(f'(a)\) signifie qu'un déplacement de 1 horizontalement entraîne un déplacement de \(f'(a)\) verticalement.


Exemple : si \(f(x)=x^2\) et \(f'(1)=2\), alors la tangente au point d'abscisse \(1\) passe par \[ {\rm A}(1;f(1))={\rm A}(1;1) \] et son coefficient directeur est \(2\).

🎯 Équation de la tangente

Si \(f\) est dérivable en \(a\), l'équation réduite de la tangente à la courbe de \(f\) au point d'abscisse \(a\) est :
\[ \boldsymbol{y=f'(a)(x-a)+f(a)} \]
💡 Démonstration de cette formule

La tangente est une droite non verticale, donc elle admet une équation réduite qui est de la forme \[ y=mx+p. \]
Son coefficient directeur est \(f'(a)\), donc \[ y=f'(a)x+p. \]
La tangente passe par le point \({\rm A}(a;f(a))\). On remplace donc \(x\) par \(a\) et \(y\) par \(f(a)\) : \[ f(a)=f'(a)a+p. \] Ainsi, \[ p=f(a)-f'(a)a. \]
En remplaçant \(p\), on obtient : \[ \boxed{\boldsymbol{y=f'(a)(x-a)+f(a)}}. \]

🎯 Deux façons d'interpréter \(f'(a)\)

Le nombre dérivé \(f'(a)\) peut être vu de deux façons.

👉 Avec une limite : \[ f'(a)=\lim_{h\to0}\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h} \] ou encore \[ f'(a)=\lim_{x\to a}\dfrac{f(x)-f(a)}{x-a}. \]
👉 Avec la tangente :
\[ \boldsymbol{ f'(a)=\text{coefficient directeur de la tangente en }a } \]

Exemple : Si \(f'(2)=3\), alors avec les limites, cela signifie : \[ \lim_{h\to0}\dfrac{f(2+h)-f(2)}h=3 \] ou encore \[ \lim_{x\to2}\dfrac{f(x)-f(2)}{x-2}=3. \]
Avec la tangente, cela signifie que son coefficient directeur au point d'abscisse \(2\) est \(3\).

🎯 Lire graphiquement \(f'(a)\)

Pour lire \(f'(a)\) sur un graphique :

👉 1. Trouver sur le graphique la tangente à la courbe au point d'abscisse \(a\).

👉 2. Lire le coefficient directeur de cette tangente
Rappel :
Si on connaît deux points \({\rm A}\) et \({\rm B}\) d'une droite, on peut déterminer son coefficient directeur :
\[ \boldsymbol{ \text{coefficient directeur} = \dfrac{y_{\rm B}-y_{\rm A}}{x_{\rm B}-x_{\rm A}}\\ = \dfrac{\text{Déplacement vertical}} {\text{Déplacement horizontal}} } \]

Exemple :

👉 On va appliquer ce rappel à la tangente qui est une droite pour trouver son coefficient directeur.


👉 3. Ce coefficient directeur est \(f'(a)\).
⭐ À retenir absolument
\[ \boldsymbol{ f'(a) = \dfrac{\text{Déplacement vertical}} {\text{Déplacement horizontal}} } \]




Exemple : on a tracé la tangente à la courbe de \(f\) au point d'abscisse \(1\).
Ici : \[ \boxed{ \boldsymbol{ f'(1) = \dfrac{\text{Déplacement vertical}} {\text{Déplacement horizontal}} = \dfrac{4}{3} } } \]

🎯 Fonction non dérivable : Piège !

👉 Si une fonction est dérivable en \(a\), alors elle admet une tangente non verticale au point d'abscisse \(a\).

👉 Si une fonction n'est pas dérivable en \(a\), alors elle peut avoir une tangente en \(a\), mais dans ce cas la tangente sera verticale en \(a\).

Par exemple, la fonction racine carrée n'est pas dérivable en \(0\), mais sa courbe admet une tangente verticale au point d'abscisse \(0\).

🎯 Vecteur directeur de la tangente

Rappel : si une droite a pour coefficient directeur \(m\), alors \[ \boldsymbol{\vec u(1;m)} \] est un vecteur directeur de cette droite.

si \(f\) est dérivable en \(a\) alors la tangente au point d'abscisse \(a\) a pour coefficient directeur \(f'(a)\).

Donc un vecteur directeur de la tangente est : \[ \boxed{\boldsymbol{\vec u(1;f'(a))}} \]

🎯 L'essentiel

📌 À retenir :

👉 La tangente au point d'abscisse \(a\) passe par \({\rm A}(a;f(a))\).

👉 Son coefficient directeur est : \[ \boxed{\boldsymbol{f'(a)}}. \]
👉 Pour lire \(f'(a)\) graphiquement, on calcule donc le coefficient directeur de la tangente.
\[ \boldsymbol{ \text{coefficient directeur} = \dfrac{y_{\rm B}-y_{\rm A}}{x_{\rm B}-x_{\rm A}}\\ = \dfrac{\text{déplacement vertical}} {\text{déplacement horizontal}} } \]

👉 L'équation réduite de la tangente est : \[ \boxed{\boldsymbol{y=f'(a)(x-a)+f(a)}}. \]
👉 Un vecteur directeur de la tangente est : \[ \boxed{\boldsymbol{\vec u(1;f'(a))}}. \]
Entraîne-toi à lire \(f'(a)\) et \(f(a)\) !
Exercice 1:

Lire le nombre dérivé f'(a) avec la tangente - coefficient directeur première maths

$\mathscr{C}$ est la courbe représentative d'une fonction $f$.

A, B et C sont les points de $\mathscr{C}$ d'abscisses respectives $-2$ ; $0$ et $1$. $\rm T_1$, $\rm T_2$ et $\rm T_3$ sont les tangentes respectives à $\mathscr{C}$ en A, B et C :
Lire le nombre dérivé de $f$ :
$\color{red}{\textbf{a. }}$ en $-2$ $\color{red}{\textbf{b. }}$ en $0$ $\color{red}{\textbf{c. }}$ en $1$

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