Exercice en rapport avec continuité et derivation


  • Q

    Bonsoir à tous je suis bloqué sur cet exo pouvez vous m'aidez?
    Pour tout entier n>= , on considère la fonction fn définie sur [0;1] par fn (x) = x³-2nx+1.

    1. Dresser le tableau de variation de fn.
    2. Démontrer que pour tout entier naturel n>= 2, l'équation fn(x)=0 admet une unique solution, que l'on notera alpha,n dans [0;1]
      Merci de votre aide

  • N
    Modérateurs

    @Quentinply Bonsoir, (Marque de politesse à ne pas oublier !!)

    Il manque une indication pour nnn;
    Calcule la dérivée de la fonction et étudie son signe pour dresser le tableau de variation.


  • mtschoon

    Bonjour,

    @Quentinply , je te donne quelques indications pour le cas où n≥2n\ge 2n≥2 , sur l'intervalle [0,1]

    fn(x)=x3−2nx+1f_n(x)=x^3-2nx+1fn​(x)=x3−2nx+1
    fn′(x)=3x2−2nf'_n(x)=3x^2-2nfn′​(x)=3x2−2n

    Sur RRR,
    fn′(x)=0f'_n(x)=0fn′​(x)=0<=> x=−2n3x=-\sqrt{\dfrac{2n}{3}}x=−32n​​ et x=+2n3x=+\sqrt{\dfrac{2n}{3}}x=+32n​​
    fn′(x)>0f'_n(x)\gt0 fn′​(x)>0<=> x∈]−∞,−2n3[∪]2n3,+∞[x\in\biggr]-\infty ,-\sqrt{\dfrac{2n}{3}}\biggr[\cup \biggr]\sqrt{\dfrac{2n}{3}},+\infty\biggr[x∈]−∞,−32n​​[∪]32n​​,+∞[
    fn′(x)<0f'_n(x)\lt 0fn′​(x)<0<=> x∈]−2n3,2n3[x\in \biggr]-\sqrt{\dfrac{2n}{3}},\sqrt{\dfrac{2n}{3}}\biggr[x∈]−32n​​,32n​​[

    Vu que n≥2n\ge 2n≥2, 2n3>1\sqrt{\dfrac{2n}{3}} \gt 132n​​>1
    donc : [0,1]⊂]−2n3,2n3[[0,1] \subset \biggr]-\sqrt{\dfrac{2n}{3}},\sqrt{\dfrac{2n}{3}}\biggr[[0,1]⊂]−32n​​,32n​​[ , donc fn′(x)<0f'_n(x) \lt 0fn′​(x)<0 pour x∈[0,1]x\in [0,1]x∈[0,1]

    De plus , fn(0)=1f_n(0)=1fn​(0)=1 et fn(1)=2(1−n)f_n (1)=2(1-n)fn​(1)=2(1−n)
    Vu que n≥2n\ge 2n≥2, fn(1)<0f_n (1)\lt 0fn​(1)<0
    tab.jpg

    fnf_nfn​ est définie dérivable donc continue et strictement décroissante donc bijective de [0,1][0,1][0,1] vers [2(1−n),1][2(1-n), 1][2(1−n),1]

    0∈[2(1−n),1]0\in[ 2(1-n), 1]0∈[2(1−n),1] donc 0 a un antécédent unique αn\alpha_nαn​ dans [0,1]

    L'équation fn(x)=0f_n(x)=0fn​(x)=0 admet une unique solution αn\alpha_nαn​ dans [0,1]

    Remarque : il y a ici le plan du travail, mais tous les calculs sont à faire et les explications à donner


  • mtschoon

    Bonjour,

    Représentation graphique pour n=3n=3n=3 : f3(x)=x3−6x+1f_3(x)=x^3-6x+1f3​(x)=x3−6x+1

    α3≈0.167\alpha_3\approx0.167α3​≈0.167 car
    f(0.167)≈0.00266f(0.167)\approx0.00266f(0.167)≈0.00266 et f(0.168)≈−0.0033f(0.168)\approx -0.0033f(0.168)≈−0.0033
    alpha3jpg.jpg