EXERCICE 3 · 26-MATGEAN1

Lire puis étudier une parabole

Lecture d’une courbe et d’une tangente, calcul de dérivée et tableau de variations.

Barème officiel
4 points
Temps conseillé
30 min
Parcours
Sans spécialité maths
Mis à jour

Énoncé

On considère ci-dessous la représentation graphique d’une fonction ff définie sur [−2;4][-2;4]. On a également tracé sa tangente au point AA d’abscisse −1-1.

Courbe de la fonction f et tangente au point ALa courbe est une parabole tournée vers le bas, passant par les points moins deux zéro et quatre zéro, avec un sommet au point un neuf. Le point A a pour coordonnées moins un et cinq. Sa tangente passe également par le point zéro neuf.A
  1. Par lecture graphique, donner la valeur de :

    a. f(3)f(3) ;

    b. f′(−1)f'(-1).

  2. On admet que la fonction ff est définie sur [−2;4][-2;4] par :

    f(x)=−x2+2x+8.f(x)=-x^2+2x+8.

    a. Calculer f′(x)f'(x) pour xx appartenant à [−2;4][-2;4].

    b. Étudier le signe de f′(x)f'(x) sur [−2;4][-2;4].

  3. Donner les variations de ff sur [−2;4][-2;4].

Voir la correction détaillée

Cette correction est proposée par le site. Elle ne constitue pas un corrigé officiel du ministère.

1. Lire le graphique

a. À l’abscisse 33, la courbe passe par le point d’ordonnée 55. Ainsi :

f(3)=5.\boxed{f(3)=5}.

b. Le nombre dérivé f′(−1)f'(-1) est le coefficient directeur de la tangente au point AA. Cette tangente passe par A(−1;5)A(-1;5) et par le point (0;9)(0;9). Son coefficient directeur vaut donc :

f′(−1)=9−50−(−1)=4.f'(-1)=\frac{9-5}{0-(-1)}=\boxed{4}.

2. Calculer et étudier la dérivée

a. On dérive chaque terme de f(x)=−x2+2x+8f(x)=-x^2+2x+8 :

f′(x)=−2x+2.f'(x)=-2x+2.

Ainsi :

f′(x)=−2x+2.\boxed{f'(x)=-2x+2}.

b. Cherchons la valeur pour laquelle la dérivée s’annule :

−2x+2=0  ⟺  x=1.-2x+2=0 \iff x=1.

La fonction affine x↦−2x+2x\mapsto-2x+2 est décroissante. Sur [−2;4][-2;4] :

  • f′(x)>0f'(x)>0 lorsque −2⩽x<1-2\leqslant x<1 ;
  • f′(1)=0f'(1)=0 ;
  • f′(x)<0f'(x)<0 lorsque 1<x⩽41<x\leqslant4.

3. Déduire les variations

La fonction ff est croissante là où sa dérivée est positive, puis décroissante là où sa dérivée est négative. Calculons les valeurs utiles :

f(−2)=−(−2)2+2×(−2)+8=0,f(-2)=-(-2)^2+2\times(-2)+8=0,f(1)=−12+2×1+8=9,f(1)=-1^2+2\times1+8=9,

et

f(4)=−42+2×4+8=0.f(4)=-4^2+2\times4+8=0.
xx−2-21144
Signe de f′(x)f'(x)+00−
Variations de ff00↗99↘00

La fonction ff est donc croissante sur [−2;1][-2;1], puis décroissante sur [1;4][1;4]. Elle atteint son maximum 99 en x=1x=1.