📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Dérivabilité en $a$ : $f$ est dérivable en $a$ si $\lim_{x \to a} \frac{f(x)-f(a)}{x-a} = f'(a) \in \mathbb{R}$.
- Équation de la tangente : $y = f'(a)(x-a) + f(a)$.
- Opérations : $(u+v)' = u'+v'$, $(uv)' = u'v+uv'$, $(\frac{u}{v})' = \frac{u'v-uv'}{v^2}$, $(f \circ g)' = g' \cdot (f' \circ g)$.
- Théorème de Rolle : Si $f$ continue sur $[a,b]$, dérivable sur $]a,b[$ et $f(a)=f(b)$, alors $\exists c \in ]a,b[, f'(c)=0$.
- Théorème des Accroissements Finis (TAF) : Si $f$ continue sur $[a,b]$, dérivable sur $]a,b[$, alors $\exists c \in ]a,b[, f'(c) = \frac{f(b)-f(a)}{b-a}$.
Méthodes à maîtriser
- Étudier la dérivabilité à droite et à gauche pour les points de raccordement.
- Utiliser le signe de $f'(x)$ pour déterminer les variations.
- Calculer la dérivée seconde $f''(x)$ pour étudier la concavité et les points d'inflexion.
- Appliquer le TAF pour encadrer des valeurs de fonctions.
Exemples corrigés
- Dérivabilité : Soit $f(x) = |x-1|$. En $x=1$, $\lim_{x \to 1^+} \frac{x-1-0}{x-1} = 1$ et $\lim_{x \to 1^-} \frac{-(x-1)-0}{x-1} = -1$. $f$ n'est pas dérivable en 1 (point anguleux).
- Variations : $f(x) = x^3 - 3x$. $f'(x) = 3x^2 - 3 = 3(x-1)(x+1)$. $f$ croît sur $]-\infty, -1]$ et $[1, +\infty[$, décroît sur $[-1, 1]$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de vérifier la continuité avant d'affirmer la dérivabilité.
- Confondre le signe de $f'(x)$ avec la valeur de $f(x)$.
- Mal dériver une fonction composée (oublier de multiplier par $u'$).