PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La fonction \( f(x) = \cos(x) \) est :
- a) Impaire
- b) Paire
- c) Ni paire ni impaire
- d) Périodique mais impaire
Question 2
La dérivée de \( f(x) = \frac{1}{x^2 + 1} \) est :
- a) \( \frac{2x}{(x^2 + 1)^2} \)
- b) \( -\frac{2x}{(x^2 + 1)^2} \)
- c) \( -\frac{1}{(x^2 + 1)^2} \)
- d) \( \frac{1}{(x^2 + 1)^2} \)
Question 3
Le domaine de définition de \( f(x) = \frac{1}{x-2} \) est :
- a) \( \mathbb{R} \setminus \{2\} \)
- b) \( \mathbb{R} \setminus \{0\} \)
- c) \( ]0; +\infty[ \)
- d) \( \mathbb{R} \)
Question 4
La fonction \( f(x) = x^3 - 3x \) admet un maximum local en :
- a) \( x = 0 \)
- b) \( x = \sqrt{3} \)
- c) \( x = -1 \)
- d) \( x = -\sqrt{3} \)
Question 5
La pente de la tangente à \( f(x) = \sqrt{x} \) en \( x = 4 \) est :
- a) \( \frac{1}{4} \)
- b) \( \frac{1}{2} \)
- c) \( \frac{1}{\sqrt{4}} \)
- d) \( \frac{1}{2\sqrt{4}} \)
Question 6
Si \( f'(x) > 0 \) sur \( ]-2;5[ \), alors la fonction \( f \) est :
- a) Décroissante sur \( ]-2;5[ \)
- b) Constante sur \( ]-2;5[ \)
- c) Croissante sur \( ]-2;5[ \)
- d) Strictement décroissante sur \( ]-2;5[ \)
Question 7
Le taux d'accroissement de \( f(x) = x^2 \) entre \( x = 1 \) et \( x = 3 \) est :
Question 8
Si \( f'(x) < 0 \) sur un intervalle, cela signifie que :
- a) \( f \) est croissante
- b) \( f \) est décroissante
- c) \( f \) est constante
- d) \( f \) est convexe
Question 9
La fonction \( f(x) = \sin(x) + \cos(x) \) est :
- a) Périodique de période \( \pi \)
- b) Périodique de période \( 2\pi \)
- c) Non périodique
- d) Paire
Question 10
La courbe de \( f(x) = x^2 - 4 \) coupe l'axe des abscisses en :
- a) \( x = 2 \)
- b) \( x = -2 \)
- c) \( x = \pm 2 \)
- d) \( x = 0 \)
Question 11
La fonction \( f(x) = x^3 \) admet un centre de symétrie en :
- a) \( (0; 0) \)
- b) \( (1; 1) \)
- c) \( (-1; -1) \)
- d) Aucun
Question 12
L'équation de la tangente à \( f(x) = x^2 \) au point \( x = 1 \) est :
- a) \( y = x \)
- b) \( y = 2x - 1 \)
- c) \( y = 2x + 1 \)
- d) \( y = x^2 \)
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 1 (7 pts)
On considère la fonction \(P\) définie sur ℝ par \(P(x) = x^2 + 4x + 3\).
- Étudier le signe de la fonction \(P\) sur ℝ.
-
On considère la fonction \( f \) définie sur ]−2; +∞[ par :
\[ f(x) = \frac{x^2 + x - 1}{x + 2} \]
et on note 𝐶𝑓 sa courbe représentative dans un repère orthogonal du plan. On admet que \( f \) est dérivable sur ]−2; +∞[.
- Montrer que pour tout réel x ∈ ]−2; +∞[,
\[ f'(x) = \frac{P(x)}{(x+2)^2} \]
où \(f'\) est la fonction dérivée de \( f \).
- Étudier le signe de \(f'(x)\) sur ]−2; +∞[ et construire le tableau de variations de \( f \).
- Donner le minimum de \( f \) sur ]−2; +∞[ et la valeur pour laquelle il est atteint (valeurs exactes).
- Déterminer le coefficient directeur de la tangente 𝑇 à 𝐶𝑓 au point d'abscisse 2.
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 (7 pts)
La courbe ci-dessous représente une fonction \( f \) définie et dérivable sur ℝ.
- Déterminer \( f(0) \), \( f(−2) \), \( f'(0) \) et \( f'(−2) \).
-
On admet que pour tout réel \( x \), \( f(x) \) peut s'écrire sous la forme :
\[ f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d \]
- Donner une expression de \( f'(x) \).
- Déterminer les valeurs des réels \( c \) et \( d \).
- Déterminer deux équations que vérifient les réels \( a \) et \( b \).
- En déduire que \( f(x) = x^3 + 3x^2 + 1 \).
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de \( f(x) = x^2 \cdot \cos(x) \) est :
- a) \( 2x\cos(x) - x^2\sin(x) \)
- b) \( 2x\cos(x) + \sin(x) \)
- c) \( \cos(x) - 2x\sin(x) \)
- d) \( 2x\sin(x) + \cos(x) \)
Question 2
L'équation de la tangente à \( f(x) = x^3 \) au point d'abscisse \( x = 1 \) est :
- a) \( y = 3x + 1 \)
- b) \( y = 3x - 2 \)
- c) \( y = 3x - 2 \)
- d) \( y = x^3 \)
Question 3
Le domaine de définition de \( f(x) = \sqrt{3 - x} \) est :
- a) \( ]-\infty ; 3] \)
- b) \( [3 ; +\infty[ \)
- c) \( ]-\infty ; 0] \)
- d) \( \mathbb{R} \)
Question 4
Si \( f'(x) = (x - 2)(x + 1) \), alors la fonction \( f \) est :
- a) Croissante sur \( ]-\infty; -1[ \cup ]2; +\infty[ \)
- b) Décroissante sur \( ]-1; 2[ \)
- c) Minimum local en \( x = -1 \)
- d) Maximum global en \( x = 2 \)
Question 5
Les fonctions \( f(x) = x^2 \) et \( g(x) = 2x \) se coupent en :
- a) \( x = 0 \) et \( x = 2 \)
- b) \( x = 1 \) et \( x = 2 \)
- c) \( x = -2 \) et \( x = 2 \)
- d) Une seule fois
Question 6
Le taux d'accroissement de \( f(x) = \frac{1}{x} \) entre \( x = 1 \) et \( x = 2 \) est :
- a) \( -1 \)
- b) \( -\frac{1}{2} \)
- c) \( -\frac{1}{4} \)
- d) \( -\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} \)
Question 7
La fonction \( f(x) = x^2 + 1 \) est :
- a) Paire
- b) Impaire
- c) Ni paire ni impaire
- d) Périodique
Question 8
La courbe de la fonction \( f(x) = (x - 1)^2 \) admet un axe de symétrie :
- a) L'axe des abscisses
- b) La droite \( x = 0 \)
- c) La droite \( x = 1 \)
- d) La droite \( y = x \)
Question 9
La fonction \( f(x) = -x^3 + 3x \) admet un centre de symétrie en :
- a) \( (0; 0) \)
- b) \( (1; 2) \)
- c) Aucun
- d) \( (0; 3) \)
Question 10
Si \( f'(x) > 0 \) sur un intervalle, alors :
- a) \( f \) est constante
- b) \( f \) est décroissante
- c) \( f \) est croissante
- d) \( f \) est négative
Question 11
Une fonction dérivable sur \( \mathbb{R} \) a un minimum local en \( x = 2 \). Cela signifie :
- a) \( f'(2) = 0 \) et \( f''(2) > 0 \)
- b) \( f'(2) > 0 \) et \( f''(2) > 0 \)
- c) \( f'(2) = 0 \) et \( f''(2) < 0 \)
- d) \( f'(2) \ne 0 \)
Question 12
La dérivée de \( f(x) = \frac{x}{x+1} \) est :
- a) \( \frac{1}{x+1} \)
- b) \( \frac{1}{(x+1)^2} \)
- c) \( \frac{1}{(x+1)^2} \cdot x \)
- d) \( \frac{1}{(x+1)^2} \cdot (1 - x) \)
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 (7 pts)
Soit la fonction \( f \) définie sur \( ]-3; +\infty[ \) par \( f(x) = \frac{x^2 + kx + 2}{x + 3} \) où \( k \) est un réel.
-
Étude préliminaire
- Pour \( k = 4 \), étudier le signe du polynôme \( P(x) = x^2 + 4x + 2 \).
- En déduire les coordonnées du point d'intersection de \( C_f \) avec l'axe des ordonnées lorsque \( k = 4 \).
-
Dérivabilité
- Montrer que pour tout \( k \) réel, \( f \) est dérivable sur \( ]-3; +\infty[ \) et exprimer \( f'(x) \).
- Pour \( k = 1 \), déterminer les abscisses des points où la tangente est horizontale.
-
Problème de tangente
- Pour \( k = 2 \), montrer que la tangente au point d'abscisse \( -1 \) passe par l'origine.
- Existe-t-il une valeur de \( k \) pour laquelle la tangente en \( x = 0 \) a pour coefficient directeur \( 1 \) ?
-
Optimisation
- Pour \( k = 3 \), déterminer le minimum de \( f \) sur \( ]-2; +\infty[ \).
- Montrer que ce minimum est atteint pour \( x = \sqrt{3} - 3 \).
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 (7 pts)
La courbe ci-dessous représente une fonction \( f \) définie et dérivable sur \( \mathbb{R} \).
-
Lecture graphique
- Déterminer \( f(0) \), \( f(-1) \), \( f(2) \), \( f'(-1) \) et \( f'(2) \).
- La tangente au point d'abscisse \( 1 \) passe-t-elle par \( D(3;-2) \) ? Justifier graphiquement.
-
Modélisation
- On suppose \( f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d \). Écrire le système d'équations vérifié par \( a,b,c,d \).
- Montrer que \( d = 1 \) et \( c = -3 \).
- Résoudre le système pour déterminer \( a \) et \( b \).
-
Analyse complémentaire
- Vérifier que \( f'(x) = 3x^2 - 2x - 3 \).
- Étudier les variations de \( f \) et dresser son tableau de variations.
- Déterminer l'équation de la tangente au point d'inflexion.
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de \( f(x) = \sqrt{x^2 + 1} \) est :
- a) \( \frac{1}{2\sqrt{x^2 + 1}} \)
- b) \( \frac{2x}{2\sqrt{x^2 + 1}} \)
- c) \( \frac{x}{\sqrt{x^2 + 1}} \)
- d) \( \frac{2}{\sqrt{x^2 + 1}} \)
Question 2
L’équation de la tangente à \( f(x) = \sin(x) \) en \( x = 0 \) est :
- a) \( y = x \)
- b) \( y = \cos(0)x \)
- c) \( y = 0 \)
- d) \( y = \sin(0) + \cos(0)(x - 0) \)
Question 3
Le taux d’accroissement de \( f(x) = x^2 \) entre \( x = -1 \) et \( x = 3 \) est :
Question 4
La fonction \( f(x) = \frac{x+2}{x^2 - 1} \) est définie sur :
- a) \( \mathbb{R} \setminus \{-1, 1\} \)
- b) \( \mathbb{R} \setminus \{0\} \)
- c) \( \mathbb{R} \setminus \{1\} \)
- d) \( \mathbb{R} \)
Question 5
La période de la fonction \( f(x) = \cos(2x) \) est :
- a) \( \pi \)
- b) \( 2\pi \)
- c) \( \frac{\pi}{2} \)
- d) \( \frac{2}{\pi} \)
Question 6
Simplifier \( (x^3)^2 \cdot x^{-4} \) :
- a) \( x^2 \)
- b) \( x^4 \)
- c) \( x^6 \)
- d) \( x^5 \)
Question 7
La dérivée de \( f(x) = e^{x^3} \) est :
- a) \( 3x^2 e^{x^3} \)
- b) \( x^2 e^x \)
- c) \( e^{3x^2} \)
- d) \( 3x e^{x^2} \)
Question 8
Le point d’intersection de la courbe de \( f(x) = 4x - 7 \) avec l’axe des ordonnées est :
- a) \( (0 ; -7) \)
- b) \( (4 ; 0) \)
- c) \( (-7 ; 0) \)
- d) \( (0 ; 4) \)
Question 9
L’axe de symétrie de la fonction \( f(x) = (x - 5)^2 \) est :
- a) \( x = 5 \)
- b) \( x = 0 \)
- c) \( x = -5 \)
- d) \( x = 2.5 \)
Question 10
La fonction \( f(x) = -x^2 + 4x \) admet un maximum local pour :
- a) \( x = 2 \)
- b) \( x = 0 \)
- c) \( x = 4 \)
- d) \( x = -2 \)
Question 11
Si \( f'(x) > 0 \) sur un intervalle, alors \( f \) est :
- a) croissante sur cet intervalle
- b) décroissante sur cet intervalle
- c) constante
- d) discontinue
Question 12
La formule de \( \cos(2x) \) en fonction de \( \cos(x) \) est :
- a) \( 2\cos^2(x) - 1 \)
- b) \( \cos^2(x) - \sin^2(x) \)
- c) \( 1 - 2\sin^2(x) \)
- d) Toutes les réponses précédentes sont vraies
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 (7 pts)
Soit la fonction \( f \) définie sur \( ]-1; +\infty[ \) par \( f(x) = \frac{2x^2 + kx - 1}{x + 1} \) où \( k \) est un réel.
-
Cas particulier (k = 3)
- Montrer que \( f'(x) = \frac{2x^2 + 4x + 4}{(x + 1)^2} \) pour \( k = 3 \).
- Démontrer que \( f \) admet un minimum local en \( x = -2 \).
-
Problème de tangente
- Pour \( k = 0 \), déterminer l'équation de la tangente au point d'abscisse 1.
- Cette tangente coupe-t-elle l'axe des ordonnées en \( y = -3 \) ?
-
Optimisation (nouveau)
- Déterminer \( k \) pour que le minimum de \( f \) soit atteint en \( x = 0 \).
- Calculer ce minimum pour la valeur de \( k \) trouvée.
-
Analyse graphique
- Tracer l'allure de la courbe pour \( k = 2 \) en indiquant les éléments remarquables.
- Déterminer graphiquement le nombre de solutions de \( f(x) = m \) selon \( m \).
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 (7 pts)
La courbe ci-dessous représente une fonction \( g \) définie et dérivable sur \( \mathbb{R} \).
[Graphique montrant une courbe quartique avec tangentes horizontales en \( A(-2;4) \) et \( B(1;-2) \), point d'inflexion en \( C(0;1) \)]
-
Lecture graphique améliorée
- Déterminer \( g(0) \), \( g(-2) \), \( g(1) \), \( g'(-2) \), \( g'(1) \) et \( g''(0) \).
- La dérivée seconde s'annule-t-elle ailleurs qu'en \( x = 0 \) ?
-
Modélisation avancée
- On suppose \( g(x) = ax^4 + bx^3 + cx^2 + dx + e \). Écrire le système vérifié par les coefficients.
- Montrer que \( e = 1 \) et \( d = 0 \).
- Ajouter une condition pour garantir le point d'inflexion en \( x = 0 \).
-
Étude complète (nouveau)
- Déterminer les extremums locaux et leur nature.
- Étudier la convexité de \( g \) et préciser les abscisses des points d'inflexion.
-
Problème ouvert
- Existe-t-il une tangente à la courbe passant par \( D(3;10) \) ?
- Si oui, combien y en a-t-il et quelles sont leurs équations ?
Barème indicatif :
- QCM : 0,5 point par question (6 points)
- Exercice 1 : 7 points
- Exercice 2 : 7 points
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de \( f(x) = x^2 + 5x \) est :
- a) \( 2x + 5 \)
- b) \( 2x + 10 \)
- c) \( x^2 + 5 \)
- d) \( 2x \)
Question 2
L’équation de la tangente à \( f(x) = x^2 \) en \( x = -1 \) est :
- a) \( y = -2x - 1 \)
- b) \( y = -2x + 1 \)
- c) \( y = 2x + 1 \)
- d) \( y = -x^2 \)
Question 3
Le taux d’accroissement de \( f(x) = 3x \) entre \( x = 1 \) et \( x = 4 \) est :
Question 4
Le domaine de définition de \( f(x) = \frac{1}{x^2 - 4} \) est :
- a) \( \mathbb{R} \setminus \{-2, 2\} \)
- b) \( \mathbb{R} \setminus \{0\} \)
- c) \( \mathbb{R} \)
- d) \( \mathbb{R}^+ \)
Question 5
La fonction \( f(x) = x^2 \) est :
- a) Paire
- b) Impaire
- c) Ni paire ni impaire
- d) Constante
Question 6
La simplification de \( \frac{x^5 \cdot x^2}{x^3} \) donne :
- a) \( x^4 \)
- b) \( x^5 \)
- c) \( x^6 \)
- d) \( x^7 \)
Question 7
La formule de \( \sin(a - b) \) est :
- a) \( \sin(a)\sin(b) - \cos(a)\cos(b) \)
- b) \( \sin(a)\cos(b) - \cos(a)\sin(b) \)
- c) \( \sin(a) - \sin(b) \)
- d) \( \sin(a + b) \)
Question 8
La dérivée de \( f(x) = e^{2x} \) est :
- a) \( 2e^{2x} \)
- b) \( e^{x^2} \)
- c) \( x \cdot e^{2x} \)
- d) \( e^x \)
Question 9
Le point d’intersection de \( f(x) = x^2 - 4 \) avec l’axe des abscisses est :
- a) \( x = -2 \) et \( x = 2 \)
- b) \( x = 0 \)
- c) \( x = -4 \)
- d) Aucun
Question 10
La fonction \( f(x) = (x - 3)^2 \) est symétrique par rapport à :
- a) l’axe \( x = 3 \)
- b) l’axe \( x = 0 \)
- c) l’axe \( x = -3 \)
- d) l’axe \( y = 3 \)
Question 11
La fonction \( f(x) = x^2 - 6x + 5 \) atteint un minimum en :
- a) \( x = 3 \)
- b) \( x = 2 \)
- c) \( x = -3 \)
- d) \( x = 5 \)
Question 12
Si \( f'(x) < 0 \) sur un intervalle, alors \( f \) est :
- a) Constante
- b) Décroissante
- c) Croissante
- d) Nulle
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 - Géométrie repérée (7 pts)
Soit la fonction \( f \) définie sur \( ]-2; +\infty[ \) par \( f(x) = \frac{x^2 - x - 6}{x + 2} \).
-
Étude préliminaire
- Factoriser le numérateur \( x^2 - x - 6 \).
- En déduire une expression simplifiée de \( f(x) \) pour \( x \neq -2 \).
-
Dérivée et variations
- Calculer \( f'(x) \) et montrer que \( f'(x) = \frac{x^2 + 4x + 4}{(x + 2)^2} \).
- Étudier le signe de \( f'(x) \) et dresser le tableau de variations complet.
-
Tangentes et extremums
- Déterminer les coordonnées du point où la tangente est horizontale.
- Donner l'équation de la tangente au point d'abscisse \( 0 \).
-
Problème graphique
- Déterminer les points d'intersection avec les axes.
- Tracer l'allure de la courbe en y faisant apparaître les éléments trouvés.
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 - Fonctions et dérivation (7 pts)
On considère la fonction \( g \) définie sur \( \mathbb{R} \) par \( g(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 1 \).
-
Dérivée et points critiques
- Calculer \( g'(x) \) et factoriser l'expression obtenue.
- Déterminer les abscisses des points où la tangente est horizontale.
-
Étude des variations
- Dresser le tableau de variations complet de \( g \).
- Préciser la nature des extremums locaux.
-
Problèmes de tangentes
- Déterminer l'équation de la tangente au point d'abscisse \( 2 \).
- Montrer que cette tangente passe par le point \( (1, 3) \).
-
Points particuliers
- Déterminer le point d'inflexion de la courbe.
- Résoudre \( g(x) = 1 \) par le calcul et interpréter graphiquement.
📋 Informations pratiques
- Durée : 3 heures
- Calculatrice non autorisée
- Barème : QCM (6 pts) + Exercice 1 (7 pts) + Exercice 2 (7 pts) = 20 pts
- Toutes les réponses doivent être justifiées sauf pour le QCM
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de \( f(x) = x^4 - 3x^2 \) est :
- a) \( 4x^3 - 6x \)
- b) \( 3x^3 - 2x \)
- c) \( 4x^2 - 6 \)
- d) \( 2x - 6x \)
Question 2
L’équation de la tangente à la courbe de \( f(x) = \frac{1}{x} \) au point d’abscisse \( x = 1 \) est :
- a) \( y = -x + 2 \)
- b) \( y = -x + 1 \)
- c) \( y = -x \)
- d) \( y = x + 1 \)
Question 3
Le taux d’accroissement de \( f(x) = \frac{1}{x} \) entre \( x = 1 \) et \( x = 2 \) est :
- a) \( -\frac{1}{2} \)
- b) \( \frac{1}{2} \)
- c) \( -1 \)
- d) \( \frac{1}{3} \)
Question 4
La fonction \( f(x) = \sqrt{x - 2} \) est définie sur :
- a) \( ]2 ; +\infty[ \)
- b) \( \mathbb{R} \setminus \{2\} \)
- c) \( \mathbb{R} \)
- d) \( [2 ; +\infty[ \)
Question 5
La fonction \( f(x) = \tan(x) \) est :
- a) Paire
- b) Impaire et périodique
- c) Ni paire ni impaire
- d) Constante
Question 6
La simplification de \( \frac{(2x^3 + 3x^2)^2}{x^4} \) donne :
- a) \( 4x^2 + 12x + 9 \)
- b) \( 4x^4 + 12x^3 + 9x^2 \)
- c) \( 4x^2 + 12x + 9x^{-2} \)
- d) \( 4x^2 + 6x + 9 \)
Question 7
La formule de \( \sin(a + b) \) est :
- a) \( \sin(a)\cos(b) + \cos(a)\sin(b) \)
- b) \( \sin(a)\cos(b) - \cos(a)\sin(b) \)
- c) \( \sin(a) + \sin(b) \)
- d) \( \sin(a - b) \)
Question 8
Si \( f'(x) > 0 \) sur un intervalle, alors \( f \) est :
- a) constante
- b) décroissante
- c) croissante
- d) n’a pas d’extremum
Question 9
La fonction \( f(x) = (x + 1)^2 \) est symétrique par rapport à :
- a) l’axe \( x = 0 \)
- b) l’axe \( x = 1 \)
- c) l’axe \( x = -1 \)
- d) l’axe \( y = -1 \)
Question 10
Le point d’intersection de la courbe de \( f(x) = 2x + 3 \) avec l’axe des ordonnées est :
- a) \( (0 ; 3) \)
- b) \( (2 ; 0) \)
- c) \( (3 ; 0) \)
- d) \( (0 ; 2) \)
Question 11
La fonction \( f(x) = -x^2 + 2x + 1 \) admet un maximum en :
- a) \( x = -1 \)
- b) \( x = 1 \)
- c) \( x = 2 \)
- d) \( x = 0 \)
Question 12
La dérivée de \( f(x) = e^{3x^2} \) est :
- a) \( 6x e^{3x^2} \)
- b) \( e^{3x^2} \)
- c) \( 3x^2 e^{3x^2} \)
- d) \( 6x^2 e^x \)
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 (7 pts)
Soit la fonction \( f \) définie sur \( \mathbb{R} \) par \( f(x) = x^3 - 3x^2 + 4 \).
-
Dérivation et variations
- Calculer \( f'(x) \) et déterminer les points critiques (où \( f'(x) = 0 \)).
- Étudier le signe de \( f'(x) \) et dresser le tableau de variations complet.
- Identifier les extremums locaux et préciser s'ils sont globaux.
-
Tangentes et symétrie
- Déterminer l'équation de la tangente au point d'abscisse \( x = 1 \).
- Montrer que le point \( A(1, 2) \) est un centre de symétrie de \( \mathcal{C}_f \).
- Déterminer les coordonnées du point où la tangente a une pente de 9.
-
Problème géométrique
- Résoudre \( f(x) = 0 \) et en déduire les points d'intersection avec les axes.
- Étudier la parité de \( f \) (justifier).
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 (7 pts)
Soit la fonction \( g \) définie sur \( \mathbb{R}\setminus\{-1\} \) par \( g(x) = \frac{2x^2 - x}{x + 1} \).
-
Étude préliminaire
- Déterminer le domaine de définition \( \mathcal{D}_g \).
- Calculer \( g(0) \), \( g(2) \) et \( g(-2) \).
- Étudier la parité de \( g \).
-
Dérivation et applications
- Calculer \( g'(x) \) et simplifier l'expression.
- Déterminer les abscisses des points à tangente horizontale.
- Calculer le taux d'accroissement entre \( x = 1 \) et \( x = 3 \).
-
Problème de tangente
- Écrire l'équation de la tangente au point d'abscisse \( x = 0 \).
- Déterminer si le point \( B(1, 0.5) \) appartient à cette tangente.
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de \( f(x) = \frac{1}{x^2} \) est :
- a) \( -2x^{-3} \)
- b) \( \frac{2}{x^3} \)
- c) \( \frac{1}{2x} \)
- d) \( -\frac{2}{x^3} \)
Question 2
L’équation de la tangente à \( f(x) = x^2 - 1 \) au point d’abscisse \( x = 1 \) est :
- a) \( y = 2x - 1 \)
- b) \( y = x^2 - 1 \)
- c) \( y = x + 1 \)
- d) \( y = 2x - 2 \)
Question 3
Le taux d’accroissement de \( f(x) = x^2 \) entre \( x = 2 \) et \( x = 5 \) est :
Question 4
Le domaine de définition de \( f(x) = \sqrt{x - 1} \) est :
- a) \( \mathbb{R} \)
- b) \( [1 ; +\infty[ \)
- c) \( ]1 ; +\infty[ \)
- d) \( ]-\infty ; 1] \)
Question 5
La fonction \( f(x) = \sin(x) \) est :
- a) Paire et périodique
- b) Impaire et périodique
- c) Paire uniquement
- d) Ni paire ni périodique
Question 6
La simplification de \( e^x \cdot e^{-2x} \) donne :
- a) \( e^{-x^2} \)
- b) \( e^{-x} \)
- c) \( e^x \cdot (-2x) \)
- d) \( -e^x + e^{-2x} \)
Question 7
La formule de \( \cos(a + b) \) est :
- a) \( \cos(a)\cos(b) + \sin(a)\sin(b) \)
- b) \( \cos(a)\cos(b) - \sin(a)\sin(b) \)
- c) \( \cos(a) + \cos(b) \)
- d) \( \cos(a + b) = \cos(a - b) \)
Question 8
Si \( f'(x) < 0 \) sur un intervalle, alors \( f \) est :
- a) Constante
- b) Croissante
- c) Décroissante
- d) Strictement positive
Question 9
La fonction \( f(x) = (x - 2)^2 \) est symétrique par rapport à :
- a) l’axe vertical \( x = 2 \)
- b) l’axe horizontal \( y = 2 \)
- c) l’origine
- d) l’axe \( x = 0 \)
Question 10
Les courbes de \( f(x) = x^2 \) et \( g(x) = 2x + 3 \) se croisent pour :
- a) \( x = -1 \) et \( x = 3 \)
- b) \( x = 1 \) et \( x = 2 \)
- c) \( x = -3 \) et \( x = 1 \)
- d) \( x = -1 \) et \( x = 2 \)
Question 11
La fonction \( f(x) = -x^2 + 6x - 5 \) atteint son maximum pour :
- a) \( x = 5 \)
- b) \( x = 3 \)
- c) \( x = 2 \)
- d) \( x = -3 \)
Question 12
La dérivée de \( f(x) = e^{\sin(x)} \) est :
- a) \( \cos(x) \cdot e^{\sin(x)} \)
- b) \( \sin(x) \cdot e^{\cos(x)} \)
- c) \( e^{\cos(x)} \cdot \cos(x) \)
- d) \( \cos(x) + e^{\sin(x)} \)
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 (7 pts)
Soit la fonction \( h \) définie sur \( \mathbb{R} \) par \( h(x) = -x^3 + 6x^2 - 9x + 2 \).
-
Analyse fondamentale
- Déterminer le domaine de définition de \( h \).
- Calculer les limites de \( h \) en \( -\infty \) et \( +\infty \).
- Étudier la parité de \( h \).
-
Dérivation et variations
- Calculer \( h'(x) \) et résoudre \( h'(x) = 0 \).
- Dresser le tableau de variations complet de \( h \).
- Identifier et caractériser les extremums locaux.
-
Tangentes et points remarquables
- Déterminer l'équation de la tangente au point d'abscisse \( x = 2 \).
- Montrer que le point \( C(2, 0) \) est un point d'inflexion pour \( \mathcal{C}_h \).
- Déterminer les points d'intersection de \( \mathcal{C}_h \) avec l'axe des abscisses.
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 (7 pts)
Soit la fonction \( k \) définie sur \( \mathbb{R}\setminus\{2\} \) par \( k(x) = \frac{x^2 - 4x + 3}{x - 2} \).
-
Étude préliminaire
- Déterminer le domaine de définition \( \mathcal{D}_k \).
- Calculer \( k(0) \), \( k(1) \) et \( k(3) \).
- Vérifier si \( k \) admet un axe ou un centre de symétrie.
-
Analyse des variations
- Calculer \( k'(x) \) sous forme simplifiée.
- Étudier le signe de \( k'(x) \) et dresser le tableau de variations.
- Déterminer les abscisses des extremums locaux.
-
Problèmes de tangentes
- Déterminer l'équation de la tangente au point d'abscisse \( x = 1 \).
- Calculer le coefficient directeur de la tangente au point d'abscisse \( x = 0 \).
- Déterminer les points où la tangente est parallèle à la droite \( y = x \).
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de \( f(x) = 5x^3 - 2x^2 \) est :
- a) \( 15x^2 - 2x \)
- b) \( 15x^2 - 4x \)
- c) \( 5x^2 - 4x \)
- d) \( 5x^3 - 2x \)
Question 2
La tangente à \( f(x) = x^2 \) au point d'abscisse \( x = 1 \) a pour équation :
- a) \( y = 2x - 1 \)
- b) \( y = x^2 \)
- c) \( y = 2x \)
- d) \( y = x + 1 \)
Question 3
Le taux d'accroissement de \( f(x) = \sqrt{x} \) entre \( x = 1 \) et \( x = 4 \) est :
- a) \( \frac{3}{2} \)
- b) \( \frac{1}{3} \)
- c) \( \frac{1}{2} \)
- d) \( \frac{2}{3} \)
Question 4
Le domaine de définition de \( f(x) = \frac{1}{x-3} \) est :
- a) \( \mathbb{R} \setminus \{3\} \)
- b) \( \mathbb{R} \setminus \{0\} \)
- c) \( ]0 ; +\infty[ \)
- d) \( \mathbb{R} \)
Question 5
La fonction \( f(x) = \cos(x) \) est :
- a) Paire et périodique
- b) Impaire et périodique
- c) Paire et non périodique
- d) Ni paire ni périodique
Question 6
La simplification de \( \frac{e^{2x}}{e^x} \) donne :
- a) \( e^2 \)
- b) \( e^x \)
- c) \( 2e^x \)
- d) \( x \cdot e^x \)
Question 7
Les fonctions \( f(x) = x^2 \) et \( g(x) = 4x - 3 \) se coupent pour :
- a) \( x = 1 \) et \( x = 3 \)
- b) \( x = 2 \) et \( x = 4 \)
- c) \( x = -1 \) et \( x = 4 \)
- d) Une seule fois
Question 8
La dérivée de \( f(x) = \tan(x) \) est :
- a) \( \sec^2(x) \)
- b) \( \cos^2(x) \)
- c) \( \sin^2(x) \)
- d) \( \tan(x)\cdot\sec(x) \)
Question 9
La fonction \( f(x) = -x^2 + 2x \) admet un maximum local en :
- a) \( x = 1 \)
- b) \( x = 0 \)
- c) \( x = -1 \)
- d) Aucun
Question 10
Si \( f'(x) > 0 \) sur \( ]-1 ; 2[ \), alors \( f \) est :
- a) Constante sur \( ]-1 ; 2[ \)
- b) Croissante sur \( ]-1 ; 2[ \)
- c) Décroissante sur \( ]-1 ; 2[ \)
- d) Convexe sur \( ]-1 ; 2[ \)
Question 11
La fonction \( f(x) = (x-3)^2 \) est symétrique par rapport à :
- a) L’axe vertical \( x = 3 \)
- b) L’axe horizontal \( y = 3 \)
- c) L’origine
- d) L’axe \( x = 0 \)
Question 12
La dérivée de \( f(x) = e^{\cos(x)} \) est :
- a) \( -\sin(x)\cdot e^{\cos(x)} \)
- b) \( \cos(x)\cdot e^{\cos(x)} \)
- c) \( \sin(x)\cdot e^{x} \)
- d) \( e^{\cos(x)} \cdot \cos(x) \)
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 (7 pts)
Soit la fonction \( f \) définie sur \( \mathbb{R} \) par \( f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 1 \).
-
Étude préliminaire
- Calculer \( f(0) \), \( f(1) \) et \( f(3) \).
- Déterminer les limites de \( f \) en \( -\infty \) et \( +\infty \).
- Étudier la parité de \( f \).
-
Analyse des variations
- Calculer \( f'(x) \) et déterminer les points critiques.
- Dresser le tableau de variations complet de \( f \).
- Identifier les extremums locaux et préciser leur nature.
-
Problèmes de tangentes
- Déterminer l'équation de la tangente au point d'abscisse \( x = 2 \).
- Montrer que la tangente en \( x = 1 \) passe par l'origine du repère.
- Déterminer les abscisses des points où la tangente a un coefficient directeur égal à 3.
-
Problème géométrique
- Résoudre \( f(x) = 1 \) et interpréter graphiquement.
- Déterminer les coordonnées du point d'intersection de \( \mathcal{C}_f \) avec l'axe des ordonnées.
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 (7 pts)
Soit la fonction \( g \) définie sur \( \mathbb{R}\setminus\{1\} \) par \( g(x) = \frac{x^2 + 2x}{x - 1} \).
-
Étude de base
- Déterminer le domaine de définition \( \mathcal{D}_g \).
- Calculer \( g(-1) \), \( g(0) \) et \( g(2) \).
- Étudier la parité de \( g \).
-
Dérivation et applications
- Calculer \( g'(x) \) sous forme simplifiée.
- Déterminer les abscisses des points à tangente horizontale.
- Étudier les variations de \( g \) et dresser son tableau de variations.
-
Tangentes et symétrie
- Déterminer l'équation de la tangente au point d'abscisse \( x = 0 \).
- Montrer que le point \( A(1, -3) \) est centre de symétrie pour \( \mathcal{C}_g \).
- Déterminer les points où la tangente est parallèle à la droite \( y = 2x \).
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de \( f(x) = \frac{x^2 + 1}{x} \) est :
- a) \( \frac{2x \cdot x - (x^2 + 1)}{x^2} \)
- b) \( \frac{x^2 - 1}{x^2} \)
- c) \( \frac{2x - 1}{x} \)
- d) \( \frac{2x}{x} \)
Question 2
La tangente à \( f(x) = \cos(x) \) en \( x = 0 \) a pour équation :
- a) \( y = x \)
- b) \( y = 1 \)
- c) \( y = -x + 1 \)
- d) \( y = \cos(x) \)
Question 3
Le taux d'accroissement de \( f(x) = x^2 \) entre \( x = 1 \) et \( x = 3 \) est :
Question 4
La forme simplifiée de \( e^x \cdot e^{3x} \) est :
- a) \( e^{x + 3} \)
- b) \( e^{3x} \)
- c) \( e^{4x} \)
- d) \( e^{x^3} \)
Question 5
La dérivée de \( f(x) = \sin(x)\cos(x) \) est :
- a) \( \cos^2(x) - \sin^2(x) \)
- b) \( \cos(x)\sin(x) \)
- c) \( \sin(2x) \)
- d) \( \cos^2(x) + \sin^2(x) \)
Question 6
Le domaine de définition de \( f(x) = \sqrt{3 - x} \) est :
- a) \( ]-\infty ; 3] \)
- b) \( [3 ; +\infty[ \)
- c) \( ]-\infty ; 3[ \)
- d) \( \mathbb{R} \)
Question 7
La fonction \( f(x) = \sin(x) \) est :
- a) Paire et périodique
- b) Impaire et périodique
- c) Impaire mais non périodique
- d) Ni paire ni périodique
Question 8
Si \( f'(x) = (x - 1)(x + 2) \), alors \( f \) est :
- a) Croissante sur \( ]-\infty ; -2[ \cup ]1 ; +\infty[ \)
- b) Décroissante sur \( ]-\infty ; -2[ \cup ]1 ; +\infty[ \)
- c) Croissante sur \( ]-2 ; 1[ \)
- d) Constante
Question 9
La courbe de \( f(x) = (x - 2)^2 \) est symétrique par rapport à :
- a) \( x = 2 \)
- b) \( x = 0 \)
- c) \( y = 2 \)
- d) \( x = -2 \)
Question 10
Les fonctions \( f(x) = x^2 \) et \( g(x) = 2x + 3 \) ont un point d’intersection en :
- a) \( x = -1 \) et \( x = 3 \)
- b) \( x = 0 \) et \( x = 3 \)
- c) \( x = 1 \) et \( x = 3 \)
- d) \( x = -3 \) et \( x = 1 \)
Question 11
La fonction \( f(x) = -x^2 + 4x \) atteint son maximum pour :
- a) \( x = -2 \)
- b) \( x = 0 \)
- c) \( x = 2 \)
- d) \( x = 4 \)
Question 12
La simplification de \( \ln(e^{x^2}) \) est :
- a) \( x^2 \)
- b) \( \ln(x^2) \)
- c) \( e^{\ln(x^2)} \)
- d) \( 2x \)
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 (7 pts)
Soit la fonction \( f \) définie sur \( \mathbb{R} \) par \( f(x) = \frac{1}{4}x^4 - 2x^2 + x + 1 \).
-
Étude préliminaire
- Calculer \( f(-2) \), \( f(0) \) et \( f(2) \).
- Déterminer le comportement de \( f \) lorsque \( x \) tend vers \( -\infty \) et \( +\infty \).
- Étudier la parité de \( f \).
-
Dérivation et variations
- Calculer \( f'(x) \) et déterminer les points critiques.
- Étudier le signe de \( f'(x) \) et dresser le tableau de variations.
- Identifier et caractériser les extremums locaux.
-
Tangentes et points particuliers
- Déterminer l'équation de la tangente au point d'abscisse \( x = 1 \).
- Trouver les abscisses des points où la tangente est horizontale.
- Déterminer si le point \( A(0,1) \) appartient à une tangente horizontale.
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 (7 pts)
Soit la fonction \( g \) définie sur \( \mathbb{R}\setminus\{3\} \) par \( g(x) = \frac{x^3 - 5x}{x - 3} \).
-
Analyse de base
- Déterminer le domaine de définition \( \mathcal{D}_g \) et discuter des implications sur le comportement de \( g(x) \) aux alentours de \( x=3 \).
- Calculer \( g(-1) \), \( g(0) \) et \( g(2) \).
- Étudier la parité de \( g \).
-
Dérivation et étude
- Calculer \( g'(x) \) sous forme simplifiée.
- Déterminer les points où la dérivée s'annule.
- Dresser le tableau complet des variations de \( g \).
-
Problèmes de tangentes
- Déterminer l'équation de la tangente en \( x = 2 \).
- Trouver les points où la tangente a un coefficient directeur égal à 4.
- Montrer que \( \mathcal{C}_g \) admet un centre de symétrie.
-
Intersections et positions
- Déterminer les points d'intersection avec les axes.
- Étudier la position relative de \( \mathcal{C}_g \) par rapport à sa tangente en \( x = 0 \).
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de \( f(x) = x^2 \cdot e^x \) est :
- a) \( 2xe^x \)
- b) \( (2x + x^2)e^x \)
- c) \( (x^2 + e^x)^2 \)
- d) \( e^x + 2x \)
Question 2
La simplification de \( \frac{\sin(x)}{\cos(x)} \cdot \cos(x) \) donne :
- a) \( \tan(x) \)
- b) \( \sin(x)\cos(x) \)
- c) \( \sin(x) \)
- d) \( 1 \)
Question 3
L’équation de la tangente à \( f(x) = \frac{1}{x} \) au point d’abscisse \( x = 1 \) est :
- a) \( y = -x + 2 \)
- b) \( y = \frac{1}{x} \)
- c) \( y = -\frac{1}{x^2} \)
- d) \( y = -x + 1 \)
Question 4
Le domaine de définition de \( f(x) = \frac{1}{\sqrt{x - 2}} \) est :
- a) \( ]-\infty ; 2[ \)
- b) \( [2 ; +\infty[ \)
- c) \( ]2 ; +\infty[ \)
- d) \( \mathbb{R} \setminus \{2\} \)
Question 5
Soit \( f(x) = \frac{1}{x^2} \). La fonction est :
- a) Strictement croissante sur \( \mathbb{R}^* \)
- b) Strictement décroissante sur \( \mathbb{R}^* \)
- c) Décroissante sur \( ]0 ; +\infty[ \) et croissante sur \( ]-\infty ; 0[ \)
- d) Croissante sur \( ]0 ; +\infty[ \) et décroissante sur \( ]-\infty ; 0[ \)
Question 6
La forme simplifiée de \( e^x \cdot e^{2x} \) est :
- a) \( e^{x^2 + 2x} \)
- b) \( e^{3x} \)
- c) \( e^{x} + e^{2x} \)
- d) \( 3e^{x} \)
Question 7
Le taux d'accroissement de \( f(x) = x^3 \) entre \( x = 1 \) et \( x = 2 \) est :
Question 8
La fonction \( f(x) = \cos(x) \) est :
- a) Paire
- b) Impaire
- c) Ni paire ni impaire
- d) Périodique mais pas paire
Question 9
La fonction \( f(x) = -x^2 + 2x \) admet un maximum en :
- a) \( x = -1 \)
- b) \( x = 0 \)
- c) \( x = 1 \)
- d) \( x = 2 \)
Question 10
La fonction \( f(x) = \sin(x) + \sin(x + 2\pi) \) est équivalente à :
- a) \( 2\sin(x) \)
- b) \( \sin(2x) \)
- c) \( 0 \)
- d) \( \sin(x) \)
Question 11
Les courbes de \( f(x) = x^2 \) et \( g(x) = 4x - 3 \) se coupent en :
- a) \( x = -1 \) et \( x = 4 \)
- b) \( x = 1 \) et \( x = 3 \)
- c) \( x = 0 \) et \( x = 4 \)
- d) \( x = 2 \) et \( x = 3 \)
Question 12
La dérivée de \( f(x) = e^{\sin(x)} \) est :
- a) \( \cos(x) \cdot e^{\sin(x)} \)
- b) \( \sin(x) \cdot e^{x} \)
- c) \( e^{\sin(x)} \cdot \sin(x) \)
- d) \( e^{\sin(x)} + \cos(x) \)
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 (7 pts)
Soit la fonction \( f \) définie sur \( \mathbb{R} \) par \( f(x) = x^3 - 3x^2 + 4 \).
-
Comportement global
- Étudier le comportement de \( f \) quand \( x \) tend vers \( -\infty \) et \( +\infty \).
- Analyser le comportement local autour de \( x = 1 \) en calculant \( f(0.9) \), \( f(1) \) et \( f(1.1) \).
- Vérifier si \( f \) présente une symétrie particulière.
-
Analyse des variations
- Calculer \( f'(x) \) et étudier son signe.
- Déterminer les points où la dérivée s'annule sans changer de signe.
- Dresser le tableau de variations complet.
-
Tangentes particulières
- Déterminer l'équation de la tangente en \( x = 0 \).
- Trouver les points où la tangente est parallèle à \( y = -3x \).
- Étudier la position relative de la courbe par rapport à sa tangente en \( x = 2 \).
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 (7 pts)
Soit la fonction \( g \) définie sur \( \mathbb{R}\setminus\{-1,1\} \) par \( g(x) = \frac{x^2 - 2x + 1}{x^2 - 1} \).
-
Étude locale
- Analyser le comportement autour de \( x = 1 \) en calculant \( g(0.9) \), \( g(1.1) \).
- Étudier le comportement au voisinage de \( x = -1 \).
- Calculer \( g(0) \), \( g(2) \) et \( g(-2) \).
-
Dérivation et extremums
- Simplifier l'expression de \( g(x) \) (factorisation possible).
- Calculer \( g'(x) \) et déterminer les points critiques.
- Étudier les variations sur chaque intervalle du domaine.
-
Propriétés géométriques
- Déterminer les points à tangente horizontale.
- Trouver l'équation de la tangente en \( x = 0 \).
- Montrer que \( (0,-1) \) est centre de symétrie.
-
Compléments
- Déterminer les intersections avec les axes.
- Résoudre \( g(x) = 0.5 \) et interpréter graphiquement.
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES - QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de la fonction \( f(x) = 3e^{2x} \) est :
- a) \( 6e^{2x} \)
- b) \( 2e^{2x} \)
- c) \( 3e^{x} \)
- d) \( 6xe^{2x} \)
Question 2
La dérivée de la fonction \( f(x) = \sin(x)\cos(x) \) est :
- a) \( \cos^2(x) + \sin^2(x) \)
- b) \( \cos(x) - \sin(x) \)
- c) \( \cos(2x) \)
- d) \( \cos(x)^2 - \sin(x)^2 \)
Question 3
L'équation de la tangente à \( f(x) = e^x \) au point \( x = 1 \) est :
- a) \( y = e(x - 1) + e \)
- b) \( y = e^x \)
- c) \( y = ex + 1 \)
- d) \( y = e(x + 1) \)
Question 4
La fonction \( f(x) = \sin(x) \) est :
- a) Paire
- b) Impaire
- c) Ni paire ni impaire
- d) Constante
Question 5
La fonction \( f(x) = \tan(x) \) est définie sur :
- a) \( \mathbb{R} \setminus \{k\pi\} \)
- b) \( \mathbb{R} \setminus \{ \frac{\pi}{2} + k\pi \} \)
- c) \( \mathbb{R} \)
- d) \( ]-\frac{\pi}{2} ; \frac{\pi}{2}[ \)
Question 6
Les courbes de \( f(x) = x \) et \( g(x) = e^x \) se croisent en :
- a) \( x = 0 \)
- b) \( x = 1 \)
- c) Une seule fois pour \( x > 0 \)
- d) Jamais
Question 7
La fonction \( f(x) = e^{-x} \) est :
- a) Croissante
- b) Décroissante
- c) Constante
- d) Périodique
Question 8
La dérivée de \( f(x) = \tan(x) \) est :
- a) \( \sec^2(x) \)
- b) \( \cos^2(x) \)
- c) \( \tan(x)\cos(x) \)
- d) \( \frac{1}{\sin^2(x)} \)
Question 9
Le taux d'accroissement de \( f(x) = e^x \) entre \( x = 0 \) et \( x = 1 \) est :
- a) \( e \)
- b) \( e - 1 \)
- c) \( \frac{e - 1}{2} \)
- d) \( 1 \)
Question 10
La fonction \( f(x) = \cos(x) \) est périodique de période :
- a) \( \pi \)
- b) \( 2\pi \)
- c) \( \frac{\pi}{2} \)
- d) \( 4\pi \)
Question 11
Sur \( \mathbb{R} \), la fonction \( f(x) = e^x \) est :
- a) Strictement croissante
- b) Strictement décroissante
- c) Constante
- d) Périodique
Question 12
La fonction \( f(x) = \cos(x) \) est :
- a) Paire et périodique
- b) Impaire et périodique
- c) Ni paire ni impaire
- d) Paire mais non périodique
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 (7 pts)
Soit la fonction \( f \) définie sur \( \mathbb{R} \) par \( f(x) = 3x^3 - 5x^2 + 2 \).
-
Comportement global et local
- Analyser le comportement de \( f \) en \( ±\infty \) par calcul direct
- Étudier localement autour de x=1 en calculant \(f(0.9)\), \(f(1)\) et \(f(1.1)\)
- Vérifier si la fonction admet des symétries
-
Dérivation et points critiques
- Calculer f'(x) et déterminer les points critiques
- Étudier le signe de la dérivée première
- Dresser le tableau de variations complet
-
Étude des tangentes
- Déterminer l'équation de la tangente en x=0
- Trouver les points où la tangente est parallèle à y=4x
- Étudier la position relative courbe/tangente en x=1
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 2 (7 pts)
Soit la fonction \( g \) définie sur \( \mathbb{R}\setminus\{2\} \) par \( g(x) = \frac{2x^2 - 3x + 1}{x - 2} \).
-
Analyse locale
- Étudier le comportement autour de x=2 par calcul de g(1.9) et g(2.1)
- Calculer g(0), g(1) et g(3)
- Vérifier la parité de la fonction
-
Dérivation et variations
- Calculer g'(x) sous forme simplifiée
- Déterminer les extremums locaux
- Établir le tableau de variations
-
Propriétés géométriques
- Trouver les points à tangente horizontale
- Déterminer l'équation de la tangente en x=1
- Rechercher d'éventuels centres de symétrie
-
Problèmes complémentaires
- Déterminer les intersections avec les axes
- Résoudre g(x)=3 et interpréter graphiquement
PREMIÈRE PARTIE : AUTOMATISMES – QCM (6 pts)
Pour cette première partie, aucune justification n'est demandée et une seule réponse est possible par question.
Question 1
La dérivée de \( f(x) = \frac{x^2 + 1}{x} \) est :
- a) \( \frac{2x \cdot x - (x^2 + 1)}{x^2} \)
- b) \( \frac{2x - \frac{x^2 + 1}{x^2}}{x^2} \)
- c) \( \frac{x^2 - 1}{x^2} \)
- d) \( \frac{x^2 - 1}{x} \)
Question 2
L'équation de la tangente à la courbe de \( f(x) = \sqrt{x} \) au point \( x = 4 \) est :
- a) \( y = \frac{1}{4}(x - 4) + 2 \)
- b) \( y = \frac{1}{4}x + 2 \)
- c) \( y = \frac{1}{2}(x - 4) + 2 \)
- d) \( y = \frac{1}{2}x - 2 \)
Question 3
Le domaine de définition de \( f(x) = \sqrt{x - 2} \) est :
- a) \( ]-\infty ; 2[ \)
- b) \( [2 ; +\infty[ \)
- c) \( ]2 ; +\infty[ \)
- d) \( \mathbb{R} \)
Question 4
Si \( f'(a) = 0 \) et que \( f''(a) > 0 \), alors :
- a) \( f \) est croissante en \( a \)
- b) \( f \) a un minimum local en \( a \)
- c) \( f \) a un maximum local en \( a \)
- d) \( f \) est décroissante en \( a \)
Question 5
La courbe de la fonction \( f(x) = 3x^2 - 2x + 1 \) coupe l'axe des ordonnées en :
- a) \( y = 1 \)
- b) \( y = 0 \)
- c) \( y = -2 \)
- d) \( y = 3 \)
Question 6
La pente de la tangente à \( f(x) = x^3 \) au point \( x = 2 \) est :
Question 7
Le taux d'accroissement de \( f(x) = x^2 - 1 \) entre \( x = 1 \) et \( x = 3 \) est :
Question 8
La fonction \( f(x) = x^5 - x \) est :
- a) Paire
- b) Impaire
- c) Ni paire ni impaire
- d) Périodique
Question 9
La courbe de \( f(x) = (x + 3)^2 \) est symétrique par rapport à :
- a) L’axe des abscisses
- b) La droite \( x = 0 \)
- c) La droite \( x = -3 \)
- d) La droite \( y = x \)
Question 10
Si \( f'(x) = (x-1)(x+2) \), alors \( f \) est :
- a) Croissante sur \( ]-\infty ; -2[ \) et \( ]1 ; +\infty[ \)
- b) Décroissante sur \( ]-\infty ; -2[ \cup ]1 ; +\infty[ \)
- c) Maximum local en \( x = -2 \)
- d) Minimum local en \( x = 1 \)
Question 11
Les courbes de \( f(x) = x^2 \) et \( g(x) = 4 - x \) se croisent en :
- a) \( x = 2 \)
- b) \( x = -1 \) et \( x = 4 \)
- c) \( x = 1 \) et \( x = 2 \)
- d) \( x = -2 \) et \( x = 2 \)
Question 12
Si la dérivée \( f'(x) > 0 \) pour tout \( x \in \mathbb{R} \), alors :
- a) \( f \) est décroissante
- b) \( f \) est constante
- c) \( f \) est croissante
- d) \( f \) est paire
DEUXIÈME PARTIE : EXERCICE 1 - Fonctions (7 pts)
Soit la fonction \( f \) définie sur \( \mathbb{R} \) par \( f(x) = -x^2 + 4x \).
-
Étude de base
- Déterminer les intersections de \( \mathcal{C}_f \) avec l'axe des abscisses.
- Calculer les coordonnées du sommet de la parabole.
- Tracer l'allure de la courbe en annotant ces éléments.
-
Calcul d'aire
- Déterminer l'équation de la tangente \( T \) au point d'abscisse \( x = 1 \).
- Calculer l'aire du triangle formé par \( T \) et les axes du repère.
- Déterminer l'aire de la région délimitée par \( \mathcal{C}_f \), l'axe des abscisses et les droites \( x = 0 \), \( x = 4 \).
-
Problème géométrique
- Montrer que la droite \( y = x \) coupe \( \mathcal{C}_f \) en deux points.
- Calculer l'aire du domaine compris entre ces deux courbes.
TROISIÈME PARTIE : EXERCICE 2 - Fonctions (7 pts)
Soit la fonction \( g \) définie sur \( \mathbb{R}\setminus\{-1\} \) par \( g(x) = \frac{2x^2 - x - 1}{x + 1} \).
-
Analyse préliminaire
- Simplifier l'expression de \( g(x) \) pour \( x \neq -1 \).
- Calculer \( g(-2) \), \( g(0) \) et \( g(1) \).
- Étudier la parité de \( g \).
-
Dérivation et variations
- Calculer \( g'(x) \) et étudier son signe.
- Dresser le tableau de variations complet.
- Déterminer les extremums locaux.
-
Tangentes et symétrie
- Déterminer l'équation de la tangente en \( x = 0 \).
- Trouver les points où la tangente est horizontale.
- Montrer que \( \mathcal{C}_g \) admet un centre de symétrie.
Barème indicatif :
- QCM : 0,5 point par question (6 points)
- Exercice 1 : 7 points
- Exercice 2 : 7 points