2.4 Fonction dérivée et étude des variations d’une fonction |
Construire en un point la tangente à la courbe représentative d’une fonction ƒ à l’aide d’outils numériques.
Sécantes à une courbe passant par un point. Tangente à une courbe en un point. |
Déterminer, par une lecture graphique, lorsqu’il existe, le nombre dérivé d’une fonction ƒ en l’abscisse d’un point de la courbe représentative de cette fonction.
Nombre dérivé. |
Construire en un point la tangente à la courbe représentative d’une fonction ƒ connaissant le nombre dérivé en ce point.
Écrire l’équation réduite de la tangente à une courbe en un point lorsqu’elle existe.
Équation réduite de la tangente à une courbe en un point. |
Vérifier qu’une fonction est linéaire connaissant un des modes de représentation suivants : un tableau de valeurs ;une représentation graphique ; son expression algébrique.
Racine réelle d’un polynôme de degré 2. |
Utiliser les formules et les règles de dérivation pour déterminer la dérivée d’une fonction polynôme de degré inférieur ou égal à 2.
Racine(s) et signe d’un polynôme de degré 2 donné sous forme factorisée. |
Étudier, sur un intervalle donné, les variations d’une fonction à partir du calcul et de l’étude du signe de sa dérivée.
Dresser son tableau de variations.
Lien entre signe de la dérivée d’une fonction sur un intervalle et sens de variation de cette fonction sur cet intervalle. |
Déterminer un extremum d’une fonction sur un intervalle donné à partir de son sens de variation.
Lien entre signe de la dérivée d’une fonction sur un intervalle et sens de variation de cette fonction sur cet intervalle. |
Dresser le tableau de variations d’une fonction polynôme de degré inférieur ou égal à 2.
Fonction polynôme de degré inférieur ou égal à 2. |
Étudier la fonction inverse : dérivée, variations, représentation graphique.
Dresser son tableau de variations.
Fonction inverse. |
Exemples d’algorithmes ou d’activités numériques
- Visualiser la tangente comme meilleure approximation affine de la fonction « à proximité » du point considéré. |
Commentaires :
- Le nombre dérivé et la notion de tangente seront introduits en utilisant un logiciel de géométrie dynamique. La tangente en un point de la courbe est introduite comme position « limite des sécantes » passant par ce point.
- Le coefficient directeur de la tangente à la courbe représentative de la fonction ƒ au point A de coordonnées ( xA ; ƒ(xA) ) est appelé nombre dérivé de ƒ en xA. On le note ƒ’(xA).
- La fonction dérivée ƒ’ de la fonction ƒ est la fonction qui à tout x associe le nombre dérivé de la fonction ƒ en x.
- La formule de dérivation de la fonction carré est conjecturée à l’aide des outils numériques puis admise.
- Les formules concernant la dérivée du produit d’une fonction dérivable par une constante et la dérivée de la somme de deux fonctions dérivables sont admises et appliquées sur des exemples ne nécessitant aucune virtuosité de calcul.
- Les formules sont progressivement introduites pour déterminer les dérivées de fonctions polynômes de degré inférieur ou égal à 2.
- Les théorèmes liant le sens de variation d’une fonction et le signe de sa dérivée sont admis à partir de conjectures émises après l’observation des représentations graphiques effectuées à l’aide des outils numériques.
- On visualise graphiquement la différence entre extremum local et extremum global.
- On constate graphiquement sur un exemple, en utilisant les outils numériques, que le seul fait que la dérivée d’une fonction s’annule en un point ne suffit pas pour conclure que cette fonction possède un extremum local en ce point.
- Les formules des fonctions dérivées des fonctions affines et carré sont à connaître. |
Dans le cadre de la bivalence : Ce module est mis en œuvre dans les domaines Mécanique et Signaux du programme de physique-chimie. |