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Fonction du second degré, première S 19 points !

Bonjour,
Je n'arrive pas à cet exercice, pouvez-vous m'aider s'il vous plaît ?

[tex]f(x) = \frac{2x(x^2-1)}{x^2+2x+2} [/tex]

1) Déterminer l'ensemble de définition de f
2) Après avoir tracé sa courbe représentative, décrire la position de [tex]Cf[/tex] par rapport aux droites d'équations [tex]y=-2[/tex] et [tex]y=4[/tex]
3) Montrer que, pour tout [tex]x[/tex], on a l'encadrement : [tex]-2 \leq f(x) \leq 4[/tex]
4) Calculer [tex]f( \frac{ \sqrt{5}-3}{2} )[/tex]
Montrer que le minimum de f est [tex]1- \sqrt{5} [/tex]

Merci de votre aide :)


Répondre :

Salut!
1) ensemble de définition : c'est une fraction, donc son dénominateur doit être différent de zéro : x² + 2x + 2 ≠ 0
Δ = 4 - 4*2 = - 4 < 0, pas de solution donc Df = R (double barre, les réels)

Ou alors, tu vois que x² + 2x + 2 = (x+1)²+1 > 0
2) f ' (x) = {[2 (x²-1) + 2x (2x)](x²+2x+2) - 2x(x² - 1)(2x+2)}/ (x²+2x+2)²
    
Je calcule : [2 (x²-1) + 2x (2x)](x²+2x+2) =  (2x² - 2+4x²)(x²+2x+2)
    = (6x² - 2)(x²+2x+2) = 6x⁴ + 12 x³ + 12 x² - 2x² - 4x - 4
    = 6 x⁴ + 12x³ + 10x² - 4x - 4
et : - 2x(x² - 1)(2x+2) = (-2x³ + 2x)(2x+2) = - 4x⁴ - 4x³ + 4x² + 4x
donc le numérateur de f'(x) = 2x⁴ + 8x³ + 14x² -4 
et f'(x) = 2(x⁴ + 4x³ + 7x² - 2) / (x²+2x+2)²
du signe de x⁴ + 4x³ + 7x² - 2

Je n’y arrive pas, je vais essayer autre chose.

Je pose g(x) = 2x(x²-1) = 2x(x-1)(x+1)

Et h(x) = x² + 2x + 2 = (x+1)²+1 > 0 donc f(x) est du signe de g(x) et devrait avoir le même sens de variation.

Etudions alors g(x)

g’(x) = 2(x²-1)+2x(2x) = 2x² - 2 + 4x² = 6x² - 2 = 2(3x² - 1)

        = 2(x√3 – 1)(x√3+1)

g’(x)=0 ⇔ x = -1/√3 ou x = +1/√3

Tableau :

x      | -∞             -1/√3                   -1/√3         +∞

g'(x) |          +         0               -          0      +

f(x)  |  croissante   A   décroissante  B   croissante  

(avec f(x) = 0 pour x = -1; 0 et +1)

Tu mets un tableau de valeurs pour tracer ta courbe Cf;

La question est certainement graphique et non calculatoire, d'après la façon dont elle est posée, donc à quel moment la courbe est au-dessus et à quel moment elle est au-dessous.

3) La question est douteuse, parce que f(x) = (2x³ - 2x)/(x²+2x+2)

Je factorise x² en haut et en bas, juste pour voir :

f(x) = (2x-2/x)/(1+2/x+2/x²) donc si par exemple x = - 100

f(-100) ≈ -200 < -2

Maintenant, quand on s'éloigne de x = -∞ ou x=+∞, on a vu que la courbe était comprise entre deux valeurs A et B, qu'on peut calculer :

A = f(-1/√3) = (4/3√3)/[(1/3) - (2/√3)+2] = 4/(√3 - 6 +6√3) = 4/(7√3-6)

A = 4(7√3+6)/(7√3-6)(7√3+6) = 4(7√3+6)/(49*3 - 36) = 4(7√3+6)/111 

A ≈ 72,5/111 ≈ 0,65

et B = f(1/√3) = 4(7√3 - 6) / (-111) ≈ -0,22 donc tout ceci n'a aucun sens.

Bon, je crois que tu as une erreur d'énoncé.


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