UNIVERSITÉ PARIS OUEST NANTERRE LA DÉFENSE U.F.R. SEGMI Année universitaire Corrigé des exercices de mise à niveau en Mathématiques

Documents pareils
Développements limités, équivalents et calculs de limites

Développements limités. Notion de développement limité

Chapitre 6. Fonction réelle d une variable réelle

Comparaison de fonctions Développements limités. Chapitre 10

Mathématiques I Section Architecture, EPFL

Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

Exercices - Polynômes : corrigé. Opérations sur les polynômes

La fonction exponentielle

Complément d information concernant la fiche de concordance

FONCTIONS DE PLUSIEURS VARIABLES (Outils Mathématiques 4)

Etude de fonctions: procédure et exemple

Continuité en un point

Exo7. Limites de fonctions. 1 Théorie. 2 Calculs

Nombre dérivé et tangente

Pour l épreuve d algèbre, les calculatrices sont interdites.

Dérivation : Résumé de cours et méthodes

Fonction inverse Fonctions homographiques

Limites finies en un point

Fonctions de plusieurs variables et applications pour l ingénieur

TOUT CE QU IL FAUT SAVOIR POUR LE BREVET

Résolution d équations non linéaires

Commun à tous les candidats

Correction de l examen de la première session

Continuité et dérivabilité d une fonction

Fonctions de deux variables. Mai 2011

Exercice 1 Trouver l équation du plan tangent pour chaque surface ci-dessous, au point (x 0,y 0,z 0 ) donné :

I. Polynômes de Tchebychev

1 radian. De même, la longueur d un arc de cercle de rayon R et dont l angle au centre a pour mesure α radians est α R. R AB =R.

Développements limités

Chapitre 0 Introduction à la cinématique

Chapitre 4: Dérivée d'une fonction et règles de calcul

EXERCICE 4 (7 points ) (Commun à tous les candidats)

Théorème du point fixe - Théorème de l inversion locale

I. Ensemble de définition d'une fonction

IV- Equations, inéquations dans R, Systèmes d équations

Quelques contrôle de Première S

Image d un intervalle par une fonction continue

CCP PSI Mathématiques 1 : un corrigé

NOMBRES COMPLEXES. Exercice 1 :

Développements limités usuels en 0

Fonctions de plusieurs variables

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

Baccalauréat ES Pondichéry 7 avril 2014 Corrigé

Cours d Analyse I et II

Notes du cours MTH1101 Calcul I Partie II: fonctions de plusieurs variables

DOCM Solutions officielles = n 2 10.

Mais comment on fait pour...

Capes Première épreuve

Continuité d une fonction de plusieurs variables

Amphi 3: Espaces complets - Applications linéaires continues

Equations différentielles linéaires à coefficients constants

Fonctions homographiques

Introduction à l étude des Corps Finis

3 Approximation de solutions d équations

INTRODUCTION. 1 k 2. k=1

Logique. Plan du chapitre

Fonctions de plusieurs variables, intégrales multiples, et intégrales dépendant d un paramètre

Première partie. Préliminaires : noyaux itérés. MPSI B 6 juin 2015

Polynômes à plusieurs variables. Résultant


Dérivation CONTENUS CAPACITÉS ATTENDUES COMMENTAIRES

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours

Université Paris-Dauphine DUMI2E 1ère année, Applications

Angles orientés et fonctions circulaires ( En première S )

8.1 Généralités sur les fonctions de plusieurs variables réelles. f : R 2 R (x, y) 1 x 2 y 2

Cours de mathématiques

Calcul fonctionnel holomorphe dans les algèbres de Banach

Raisonnement par récurrence Suites numériques

Cours Fonctions de deux variables

Partie 1 - Séquence 3 Original d une fonction

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

Extrait du poly de Stage de Grésillon 1, août 2010

Les devoirs en Première STMG

Dérivation : cours. Dérivation dans R

Exercices - Nombres complexes : corrigé. Formes algébriques et trigonométriques, module et argument

Les travaux doivent être remis sous forme papier.

Mesure d angles et trigonométrie

Notes du cours MTH1101N Calcul I Partie II: fonctions de plusieurs variables

M2 IAD UE MODE Notes de cours (3)

O, i, ) ln x. (ln x)2

DÉRIVÉES. I Nombre dérivé - Tangente. Exercice 01 (voir réponses et correction) ( voir animation )

Premiers pas avec Mathematica

Calcul différentiel. Chapitre Différentiabilité

n N = u N u N+1 1 u pour u 1. f ( uv 1) v N+1 v N v t

Maple: premiers calculs et premières applications

Moments des variables aléatoires réelles

Exo7. Matrice d une application linéaire. Corrections d Arnaud Bodin.

Licence Sciences et Technologies Examen janvier 2010

Équations non linéaires

F7n COUP DE BOURSE, NOMBRE DÉRIVÉ

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours.

Chapitre 2. Eléments pour comprendre un énoncé

Correction du Baccalauréat S Amérique du Nord mai 2007

Optimisation non linéaire Irène Charon, Olivier Hudry École nationale supérieure des télécommunications

Seconde Généralités sur les fonctions Exercices. Notion de fonction.

Simulation de variables aléatoires

Cours3. Applications continues et homéomorphismes. 1 Rappel sur les images réciproques

Dualité dans les espaces de Lebesgue et mesures de Radon finies

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

Transcription:

UNIVERSITÉ PARIS OUEST NANTERRE LA DÉFENSE U.F.R. SEGMI Année universitaire 04 05 L Économie Cours de M. Desgraupes Corrigé des exercices de mise à niveau en Mathématiques Séance 0 : Fonctions usuelles Corrigé ex. : Domaine de définition La fonction y = log( x) est définie à condition que x 0 (à cause de la racine carrée) et que x < (à cause du logarithme). On trouve finalement le domaine de définition suivant : D f = [0, 4[ Corrigé ex. : Dérivée On considère la fonction f(x) = log ( (x + )(x ) ). On applique la formule de dérivation du logarithme log(u) = u u. On a ici u(x) = (x + )(x ) = x 3 x + x, d où f (x) = 3x x + et finalement f (x) = 3x x + (x + )(x ) Corrigé ex. 3 : Limite ( Pour calculer la ite exp ), on doit distinguer selon que x tend vers 0 x 0 x par la gauche ou par la droite. Lorsque x 0 +, alors x tend vers + et la ite est celle de e x en +, c est-à-dire 0 +. Lorsque x 0, alors x tend vers et la ite est celle de e x en, c est-à-dire +. Corrigé ex. 4 : Dérivée d une fonction puissance Par définition, la fonction s écrit : On en déduit la dérivée : f(x) = x = e x log() f (x) = log() e x log() = log() x

Corrigé ex. 5 : Limites indéterminées 5-) On procède par équivalents : x + x log(x4 + x + ) = car le monôme x l emporte sur le logarithme. x + x log(x4 ) = 4log(x) = 0 x + x 5-) x 0 x log(x) On a ici une forme indéterminée de la forme 0, mais le monôme x l emporte sur le logarithme et la ite est finalement 0. 5-3) Par équivalents, on a : x + x log(x + x) = x + x log(x ) = x log() = log() x + x 5-4) Encore par équivalents : log(x + ) log(x ) = x + log x x + log x = log(x) x + log x = Corrigé ex. 6 : Composée de fonctions homographiques Monter que la composée de deux fonctions homographiques est homographique. On considère deux fonctions homographiques f(x) = ax + b cx + d Calculons la composée f g : et (f g)(x) = f ( g(x) ) g(x) = px + q rx + s = a g(x) + b c g(x) + d a px + q = rx + s + b c px + q rx + s + d a(px + q) + b(rx + s) = c(px + q) + d(rx + s) (ap + br)x + aq + bs = (cp + dr)x + cq + ds Cette dernière expression est bien de la forme Ax + B Cx + D homographiques. qui caractérise les fonctions

Corrigé ex. 7 : Points fixes 7-) On considère la fonction homographique f(x) = 3x 8 x 3. Sa dérivée est f (x) = (x 3). Représentation graphique : f(x) = 3x 8 x 3 0 7-) Pour trouver les points fixes, il faut résoudre l équation f(x) = x. On en déduit 3x 8 x 3 = x 3x 8 = x(x 3) x 6x + 8 = 0 Ce dernier polynôme se factorise en x 6x + 8 = (x )(x 4) Il y a donc deux racines qui sont x = et x = 4 (les points sont représentés en noir sur le graphique). Corrigé ex. 8 : Théorème des gendarmes 8-) On considère la fonction f(x) = tan(x). Sa dérivée est f (x) = cos qui est toujours positive (pour les x qui n annulent (x) pas le cosinus). La dérivée en 0 vaut f (0) =. En l origine, la fonction tan(x) est tangente à la première bissectrice (de pente ) et, pour les valeurs positives de x, se situe au-dessus d elle comme on peut le voir sur le graphique suivant : 3

0.0 0.5.0.5.0 y = tan(x) y = x 0.0 0.5.0.5 On en déduit donc la relation 0 x tan(x) pour tout x [0, π [. 8-) De la même manière que précédemment, on montre que la courbe du sinus sur l intervalle [0, π [ se trouve sous la première bissectrice. On a donc : 0 sin(x) x 8-3) Sur l intervalle [0, π [, le sinus et le cosinus sont positifs. En utilisant les encadrements trouvés aux deux questions précédentes et la définition tan(x) = sin(x) cos(x), on obtient : cos(x) sin(x) x 8-4) On applique le théorème des gendarmes à l encadrement précédent en faisant tendre x vers 0 +. Le cosinus tend vers et la fonction sin(x)/x est donc prise en sandwich entre le cosinus qui tend vers et la borne supérieure. On en déduit que sin(x) = x 0 + x La fonction sinus étant impaire, le résultat reste vrai si x 0. On énonce ce résultat en disant que la fonction sinus est équivalente à x au voisinage de 0. 4

Corrigé ex. 9 : Périodes On dit qu une fonction f a pour période T si f(x + T ) = f(x) pour tout x. La période est le plus petit T non nul qui vérifie cette relation. Le sinus et le cosinus étant de période π, on voit facilement que la fonction f(x) = cos(x) a pour période π et la fonction f(x) = sin(3x) a pour période π 3. Par exemple : f(x + π) = cos ( (x + π) ) = cos(x + π) = cos(x) = f(x) C est la plus petite valeur possible. La tangente étant de période π, on voit de même que la fonction f(x) = tan(4x) a pour période π 4. Corrigé ex. 0 : Les formules de l angle double { cos(x) sin(x) = cos (x) sin (x) = sin(x) cos(x) peuvent s écrire (en remplaçant x par x/) sous la forme : { cos(x) = cos (x/) sin (x/) sin(x) = sin(x/) cos(x/) On pose t = tan(x/) = sin(x/) cos(x/). Calculons t et + t : t = sin (x/) cos (x/) = cos (x/) sin (x/) cos = cos(x) (x/) cos (x/) + t = + sin (x/) cos (x/) = cos (x/) + sin (x/) cos = (x/) cos (x/) En faisant les quotients membre à membre, on obtient : Calculons maintenant le quotient : t + t = sin(x/) cos(x/) cos (x/) t + t = cos(x) = sin(x/) cos(x/) = sin(x) En faisant le quotient des deux formules obtenues, on trouve : tan(x) = sin(x) cos(x) = t + t t + t = t t 5

Finalement, on a obtenu les formules dites de l angle moitié : cos(x) = t + t sin(x) = t + t tan(x) = t t Corrigé ex. : Arc tangente de l inverse On pose, pour x R + : f(x) = arctan ( ) + arctan(x) x On va dériver cette fonction. Sachant que la dérivée de la fonction arctan(x) est x, la formule de dérivation des fonctions composées donne : + ( ) arctan(u) = u + u On obtient donc : f (x) = ( x ) + ( x ) + x + = 0 Puisque f (x) = 0, on en déduit que f(x) = C. Pour trouver la constante C, il suffit de prendre la valeur de f(x) en n importe quel point. Par exemple en x =, on a arctan() = π et on trouve : 4 C = f() = arctan() + arctan() = π 4 + π 4 = π On a donc démontré la formule (pour x R +) : arctan ( ) + arctan x = π x 6