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Mathématiques · 2ème Année Bac — Sciences de la Charia

الاشتقاق و دراسة الدوال الجذرية للثانية باك آداب وعلوم إنسانية

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

  • Nombre dérivé : Le nombre dérivé d'une fonction $f$ en un point $a$, noté $f'(a)$, est la limite : $f'(a) = \lim_{x \to a} \frac{f(x) - f(a)}{x - a}$.
  • Fonction dérivée : La fonction qui à tout $x$ associe $f'(x)$.
  • Formules usuelles :
    • $(k)' = 0$ ; $(ax+b)' = a$ ; $(x^n)' = nx^{n-1}$ ; $(\sqrt{x})' = \frac{1}{2\sqrt{x}}$ (pour $x>0$).
  • Opérations : $(u+v)' = u'+v'$ ; $(uv)' = u'v + uv'$ ; $(\frac{1}{u})' = -\frac{u'}{u^2}$.
  • Étude de fonction :
    • Si $f'(x) > 0$, alors $f$ est strictement croissante.
    • Si $f'(x) < 0$, alors $f$ est strictement décroissante.
    • Si $f'(x) = 0$ en changeant de signe, $f$ admet un extremum.

Méthodes à maîtriser

  1. Calculer le nombre dérivé : Utiliser la définition ou les formules de dérivation.
  2. Déterminer l'équation de la tangente : $y = f'(a)(x-a) + f(a)$.
  3. Étudier les variations : Calculer $f'(x)$, déterminer son signe, puis dresser le tableau de variations.

Exemples corrigés

  • Dérivée : Soit $f(x) = x^3 + 2x$. Alors $f'(x) = 3x^2 + 2$.
  • Tangente : Pour $f(x) = x^2$ en $a=1$ : $f(1)=1$ et $f'(x)=2x \implies f'(1)=2$. L'équation est $y = 2(x-1) + 1 \implies y = 2x - 1$.

Erreurs fréquentes

  • Oublier de préciser l'ensemble de dérivabilité.
  • Confondre le signe de $f'(x)$ avec le signe de $f(x)$.
  • Erreur de signe lors de l'utilisation de la formule $(\frac{u}{v})'$.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 الاشتقاق و دراسة الدوال الجذرية للثانية باك آداب وعلوم إنسانية

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La dérivée de $f(x) = 5x^3$ est :

❓ Questions fréquentes

Qu'est-ce qu'une fonction dérivable ?

Une fonction est dérivable en un point $a$ si la limite du taux de variation $\frac{f(x)-f(a)}{x-a}$ existe et est un nombre réel fini.

  1. Calcule la limite quand $x$ tend vers $a$.
  2. Si tu obtiens un nombre (ex: 3), alors $f'(a)=3$.

💡 À retenir : La dérivabilité signifie graphiquement que la courbe admet une tangente non verticale au point $a$.

Kifach n7seb l'équation de la tangente ?

Pour trouver l'équation de la tangente au point d'abscisse $a$, suis ces étapes :

  1. Calcule l'image du point : $f(a)$.
  2. Calcule la dérivée $f'(x)$ puis remplace par $a$ pour trouver $f'(a)$.
  3. Applique la formule : $y = f'(a)(x-a) + f(a)$.
  4. Développe pour obtenir la forme $y = mx + p$.

💡 À retenir : $f'(a)$ est le coefficient directeur de la tangente.

Est-ce que la dérivée d'une constante est toujours zéro ?

Oui, absolument. Si $f(x) = k$ (où $k$ est un nombre réel comme 5, -2 ou $\pi$), alors sa dérivée est toujours 0.

  1. Une constante ne varie pas.
  2. Comme la dérivée mesure le taux de variation, si rien ne change, la dérivée est nulle.

💡 À retenir : $(k)' = 0$ pour tout réel $k$.

Chno hiya l'utilité dyal l'étude de signe de f'(x) ?

L'étude du signe de $f'(x)$ est indispensable pour connaître le sens de variation de la fonction :

  1. Si $f'(x) > 0$ sur un intervalle, la fonction est croissante.
  2. Si $f'(x) < 0$ sur un intervalle, la fonction est décroissante.
  3. Cela permet de dresser le tableau de variations complet.

💡 À retenir : Le signe de la dérivée donne la direction de la courbe.

Comment dériver une fonction de type f(x) = frac{1}{x} ?

C'est une formule de base du cours :

  1. Identifie la fonction : $f(x) = \frac{1}{x}$.
  2. Applique la formule : $f'(x) = -\frac{1}{x^2}$.
  3. N'oublie pas que cette fonction est dérivable sur $]0, +\infty[$ et $]-\infty, 0[$.

💡 À retenir : La dérivée de l'inverse est toujours négative sur son domaine.

Kifach n3ref wach l'extremum est un maximum ou un minimum ?

Regarde le changement de signe de $f'(x)$ dans le tableau de variations :

  1. Si $f'(x)$ passe de $+$ à $-$, la fonction monte puis descend : c'est un maximum.
  2. Si $f'(x)$ passe de $-$ à $+$, la fonction descend puis monte : c'est un minimum.

💡 À retenir : Le signe de la dérivée avant et après le point critique détermine la nature de l'extremum.

Est-ce que la fonction racine carrée est dérivable en 0 ?

Non, la fonction $f(x) = \sqrt{x}$ n'est pas dérivable en 0.

  1. Si tu calcules la limite $\frac{\sqrt{x}-\sqrt{0}}{x-0} = \frac{\sqrt{x}}{x} = \frac{1}{\sqrt{x}}$.
  2. Quand $x \to 0^+$, cette limite tend vers $+\infty$.

💡 À retenir : La courbe de $\sqrt{x}$ admet une tangente verticale en 0, donc elle n'est pas dérivable.

Quelle est la dérivée de f(x) = 3x^2 + 5x - 2 ?

On dérive chaque terme séparément :

  1. La dérivée de $3x^2$ est $3 \times 2x = 6x$.
  2. La dérivée de $5x$ est $5$.
  3. La dérivée de $-2$ est $0$.
  4. Donc $f'(x) = 6x + 5$.

💡 À retenir : La dérivée d'une somme est la somme des dérivées.

Est-ce qu'on peut utiliser la formule (uv)' = u'v + uv' pour tout ?

Oui, c'est la formule générale pour le produit de deux fonctions dérivables.

  1. Identifie $u(x)$ et $v(x)$.
  2. Calcule leurs dérivées $u'(x)$ et $v'(x)$.
  3. Applique la formule $u'v + uv'$.

💡 À retenir : Ne confonds pas avec $(u \times v)' = u' \times v'$, ce qui est une erreur grave !

Comment faire si f'(x) s'annule mais ne change pas de signe ?

Si $f'(x)$ s'annule en $a$ mais garde le même signe autour de $a$ (par exemple toujours positif), alors la fonction continue de croître.

  1. Il n'y a pas d'extremum dans ce cas.
  2. On appelle cela un point d'inflexion à tangente horizontale.

💡 À retenir : Un extremum nécessite obligatoirement un changement de signe de la dérivée.

Est-ce que le domaine de dérivabilité est toujours le même que le domaine de définition ?

Pas forcément.

  1. Exemple : $f(x) = \sqrt{x}$ est définie sur $[0, +\infty[$ mais dérivable seulement sur $]0, +\infty[$.
  2. Il faut toujours vérifier les points où la fonction n'est pas "lisse" (points anguleux ou tangentes verticales).

💡 À retenir : Le domaine de dérivabilité est toujours inclus dans le domaine de définition.

Est-ce que je dois toujours simplifier f'(x) ?

Oui, c'est fortement conseillé pour étudier le signe de $f'(x)$ plus facilement.

  1. Factorise l'expression si possible.
  2. Réduis au même dénominateur si c'est une fraction.
  3. Une expression factorisée est beaucoup plus simple à étudier pour le signe.

💡 À retenir : Une dérivée simplifiée est la clé d'une étude de fonction réussie.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Soit $f$ la fonction définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x) = x^2 - 4x + 3$.

  1. Calculer $f'(x)$.
  2. Déterminer le signe de $f'(x)$ sur $\mathbb{R}$.
  3. Dresser le tableau de variations de $f$.
Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Soit $f(x) = \frac{2x+1}{x-1}$ définie sur $D = \mathbb{R} \setminus {1}$.

  1. Calculer $f'(x)$.
  2. Étudier le signe de $f'(x)$.
Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 3

Déterminer l'équation de la tangente à la courbe de $f(x) = \sqrt{x}$ au point d'abscisse $a=4$.

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