Exo Bilan Etude Complète Dune Fonction

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  • 8/18/2019 Exo Bilan Etude Complète Dune Fonction

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    Exercice BILAN « Etude complète d’une fonction rationnelle »

    Considérons la fonction  f   définie par2 1

    ( )1

     x x f x

     x

    − +=

    − et  f C   sa courbe dans un repère ( ), ,O i j

    .

    1)  Ensemble de définition 

    Déterminer son ensemble de définition que l’on notera  f D  

    2)  Limites 

    Déterminer les limites au bord de l’ensemble de  f D .

    3) 

    Asymptotes et leurs positions par rapport à la courbea)  Asymptotes verticales ou horizontales

    Que peut-on déduire de la question 2) en termes d’asymptotes ?

    b)  Asymptote obliquei)  Montrer que la droite d’équation  y x= est une asymptote oblique à la courbe en +∞ et −∞ .

    ii) Etudier les positions relatives de la courbe et de l’’asymptote oblique :

    4)  Variations de la fonction

    Etudier les variations de  f   sur  f D .

    5)  Equation d’une tangente : Déterminer l’équation de la tangente en 3. 

    6)  Graphe :

    a)  Tracer en rouge les deux asymptotes, en bleu la tangente.

    b)  Tracer la courbe de la fonction  f .

    -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

    -8

    -7

    -6

    -5

    -4

    -3

    -2

    -1

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

  • 8/18/2019 Exo Bilan Etude Complète Dune Fonction

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    Considérons la fonction  f   définie par2 1

    ( )1

     x x f x

     x

    − +=

    − et  f C   sa courbe dans un repère ( ), ,O i j

    .

    1)  Ensemble de définition 

    Il ne faut pas que 1 0, c'est à dire que 1. Donc \{1}. f  x x− = = = D  2)

     

    Limites 

    ( ) ( )

    ( )

    ( )  ( ) ( )

    2 2

    2

    1Quotient

    1 11 1 1

    1

    1lim lim lim lim . De même, lim lim .

    1

    lim 1 1

    lim . De même, limlim 1 0

     x x x x x x

     x

     x x x   x x x

     x x x f x x f x x

     x x

     x x

     f x f x x

    →+∞ →+∞ →+∞ →+∞ →−∞ →−∞

    +→ →

    →   > <>

    − += = = = +∞ = = −∞

    − + = − → = −∞ = +∞

    − =

     

    3)  Asymptotes et leurs positions par rapport à la courbec)  Asymptotes verticales ou horizontales

    Comme les limites en 1 sont infinies, la courbe admet une asymptote verticale : la droite d’équation  x = 1. d)  Asymptote oblique

    i)  Montrer que la droite d’équation  y x= est une asymptote oblique à la courbe en +∞ et −∞ .

    ( )

    ( ) ( )

    ( )

    22 2 21 11 1 1( )

    1 1 1 1

    1Comme lim 1 = , en inversant on obtient lim lim 0.

    1

    De même, lim 0.

    La droite d'équation est donc bien une as

     x x x

     x

     x x x x x x x x x x f x x x

     x x x x

     x f x x x

     f x x

     y x

    →+∞ →+∞ →+∞

    →−∞

    − + − −− + − + − +− = − = = =

    − − − −

    − + ∞ − = = −

    − =

    = ymptote oblique à la courbe en et en .+ ∞ − ∞

     

    ii) Etudier les positions relatives de la courbe et de l’’asymptote oblique :

    1La différence ( ) est du signe de 1.

    1

    1

    1 0

    Positions La courbe est au La courbe est au||

    relatives dessous de l'asymptote dessus de l'asymptote

     f x x x x

     x

     x

    − = −−

    −∞ +∞

    − − +  

    4)  Variations de la fonction

    ( )( ) ( )   ( )

    ( ) ( )

    ( )

    ( )

    ( )

    ( )

    ( )

    22 2

    2 2

    2

    2 2

    2

    2 1 1 1 1 2 2 1 1'

    1 1

    22

    1 1

    La dérivée est du signe du trinôme 2

    qui a pour racines évidentes 0 et 2.

    0 1 2

    ' 0 || 0

    1 ||

    ||

    || 3

     x x x x  x x x x x f x

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x

     f x

     f x

    − × − − − + × − − + − + −= =

    − −

    −−= =

    − −

    −∞ +∞

    + − +

    − +∞ +∞

    −∞ −∞

     

    5)  Equation d’une tangente : 

    ( )  ( )

    ( )

    ( )

    2

    2

    3 3 2 3 3 3 1 7On calcule ' 3 et (3)

    4 3 1 23 1

    3 7 3 5L'équation de la tangente au point d'abscisse 3 est donc 3

    4 2 4 4

     f f 

     y x y x

    −   − += = = =

    −−

    = − + ⇔ = + 

    6)  Graphe