pour savoir faire un tableau de variations - Niveau 1
(en 9 min !)
Exercice type
pour savoir faire un tableau de variations - Niveau 2
(en 10 min !)
Cours complet
Tableau de variations avec la dérivation
• Lien entre $f$ et
$f'$
Soit $f$ une fonction définie sur un intervalle $\rm I$:
$f$ est croissante sur $\rm I$ $\boldsymbol{\Leftrightarrow}$
Pour
tout $x$ de $\rm I$, $\boldsymbol{f'(x)\geqslant 0}$
$f$ est décroissante sur $\rm I$ $\boldsymbol{\Leftrightarrow}$
Pour
tout $x$ de $\rm I$, $\boldsymbol{f'(x)\leqslant 0}$
$f$ est constante sur $\rm I$ $\boldsymbol{\Leftrightarrow}$
Pour tout
$x$ de $\rm I$, $\boldsymbol{f'(x)= 0}$
Remarque
Ce sont des équivalences, chaque propriété "marche" dans
les 2 sens !!!!
• Ce qu'il ne faut
pas croire
Ne pas croire que: $f$ est strictement
croissante sur
$\rm I$ $\boldsymbol{\not\Leftrightarrow}$ Pour tout $x$ de $\rm I$,
$\boldsymbol{f'(x)\gt
0}$
Une fonction peut être strictement croissante
sans que la dérivée soit
strictement positive !!!!
Pour que la fonction soit strictement croissante,
il n'est pas nécessaire que la dérivée soit
strictement positive. Il
suffit que la dérivée soit
positive et ne s'annule qu'un nombre
fini de fois.
Exemple
avec la fonction cube
La fonction cube définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=x^3$ est
strictement
croissante sur $\mathbb{R}$
$f'(x)=3x^2$
La fonction cube est strictement croissante et pourtant, sa
dérivée n'est pas
strictement positive.
La dérivée est positive mais
pas strictement positive car la dérivée
s'annule pour $\boldsymbol{x=0}$.
Si la dérivée est positive et s'annule un nombre fini de fois sur un
intervalle $\rm I$ alors la
fonction est strictement croissante sur $\rm I$.
• Méthode pour faire
un tableau de variations
Vérifier que la fonction est dérivable sur
l'ensemble indiqué
Parfois il n'y a rien à faire car c'est dit dans l'énoncé: "$f$
est dérivable sur ..."
Calculer la dérivée $\boldsymbol{f}'(x)$
Mettre au même dénominateur, s'il y
a
des fractions
Factoriser au
maximum
Faire le tableau de signe de $\boldsymbol{f'(x)}$
Vous devez être capable de trouver le signe:
d'une fonction affine $ax+b$
d'un polynôme du second degré $ax^2+bx+c$
Avant de faire le
tableau de signe
Bien vérifier que chaque
bloc du tableau
de signe est séparé des autres blocs par
une multiplication ou une
division.
Sinon on ne peut pas appliquer la règle des signes et faire
le tableau de signes!
Conclure
On utilise la propriété suivante:
Sur les intervalles où $\boldsymbol{f'(x)\geqslant
0}$, $f$
est strictement croissante
sous réserve que $f'$ ne
s'annule qu'un
nombre fini de fois
sur ces intervalles.
Sur les intervalles où $\boldsymbol{f'(x)\leqslant
0}$, $f$
est strictement décroissante
sous réserve que $f'$ ne
s'annule qu'un
nombre fini de fois
sur ces intervalles.
Penser à calculer
Penser à calculer les valeurs des
minimums et
maximums
et à les mettre dans le tableau de
variations.
Exercice
1:
Dérivée & tableau de variations -
première
option
maths
$f$ est la fonction définie et dérivable sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=x^2-6x+10$.
Déterminer $f'(x)$.
Étudier le signe de $f'(x)$.
En déduire le tableau de variations de $f$
sur $\mathbb{R}$.
Exercice
2:
Dérivée & tableau de variations -
première
option
maths
$f$ est la fonction définie et dérivable sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=-5x^2+20x-17$.
Déterminer $f'(x)$.
Étudier le signe de $f'(x)$.
En déduire le tableau de variations de $f$
sur $\mathbb{R}$.
Exercice
3:
Dérivée & tableau de variations - polynôme du second degré -
première
option
maths
Dans chaque cas, déterminer le sens de variation de la fonction à l'aide de la dérivation. Puis
vérifier à l'aide
de la calculatrice: