On considère la fonction f définie par f(x)=x−62x−5.
Déterminer le domaine de définition de f .
Correction
f est une fonction rationnelle (homographique pour la culture) :) f est alors définie pour tous les réels tels que x−6=0 Ainsi : x−6=0⇒x=6 Cela signifie que x=6 est la valeur interdite. Autrement dit, le domaine de définition de f s'écrit alors : Df=]−∞;6[∪]6;+∞[ que l'on peut aussi écrire Df=R−{6}
Question 2
Déterminer les limites de f aux bornes de son domaine de définition.
Correction
Nous allons déterminer les limites aux bornes du domaine de définition Df=]−∞;6[∪]6;+∞[ . Nous allons avoir donc 4 limites en tout à traiter.
Premieˋre eˊtude : x→−∞limf(x)
x→−∞limx−62x−5=x→−∞limx(xx−6)x(x2x−5) x→−∞limx−62x−5=x→−∞lim(xx−6)(x2x−5) x→−∞limx−62x−5=x→−∞limxx−x6x2x−x5 x→−∞limx−62x−5=x→−∞lim1−x62−x5 Il vient alors que : x→−∞lim2−x5x→−∞lim1−x6==21}par quotient
x→−∞lim1−x62−x5=2
Finalement :
x→−∞limf(x)=2
Deuxieˋme eˊtude : x→6−limx−62x−5 que l'on peut aussi écrire x→6x<6limx−62x−5
On peut expliquer le fait que x→6−limx−6=0− de la manière suivante : Nous avons dressé le signe de la fonction x↦x−6 ci dessous :
x→6− signifie que x tend vers 6 mais avec x<6, donc lorsque x<6 on voit bien à l'aide du tableau de signe que nous sommes dans la partie négative. C'est pour cela que x→6−limx−6=0−.
0Nombre=∞, Ici on a le numérateur tend vers 7 et il est positif et le dénominateur x−6 s'approche de 0 de manière négative. Le numérateur est positif et le dénominateur est négatif donc le quotient tend vers −∞.
Troisieˋme eˊtude : x→6+limx−62x−5 que l'on peut aussi écrire x→6x>6limx−62x−5
On peut expliquer le fait que x→6+limx−6=0+ de la manière suivante : Nous avons dressé le signe de la fonction x↦x−6 ci dessous :
x→6+ signifie que x tend vers 6 mais avec x>6, donc lorsque x>6 on voit bien à l'aide du tableau de signe que nous sommes dans la partie positive. C'est pour cela que x→6+limx−6=0+.
0Nombre=∞, Ici on a le numérateur tend vers 7 et il est positif et le dénominateur x−6 s'approche de 0 de manière positive. Le numérateur est positif et le dénominateur est positif donc le quotient tend vers +∞.
Quatrieˋme eˊtude : x→+∞limf(x)
x→+∞limx−62x−5=x→+∞limx(xx−6)x(x2x−5) x→+∞limx−62x−5=x→+∞lim(xx−6)(x2x−5) x→+∞limx−62x−5=x→+∞limxx−x6x2x−x5 x→+∞limx−62x−5=x→+∞lim1−x62−x5 Il vient alors que : x→+∞lim2−x5x→+∞lim1−x6==21}par quotient
x→+∞lim1−x62−x5=2
Finalement :
x→+∞limf(x)=2
Question 3
Que pouvons nous en déduire graphiquement suite aux calculs des limites.
Correction
Nous allons résumer les limites obtenues d'après la question 2 .
Si x→+∞limf(x)=l où l est une valeur finie alors la fonction f admet une asymptote horizontale d'équation y=l
Si x→−∞limf(x)=l où l est une valeur finie alors la fonction f admet une asymptote horizontale d'équation y=l
x→−∞limf(x)=2
Interprétation graphique : la courbe admet une asymptote horizontale d'équation y=2.
x→+∞limf(x)=2
Interprétation graphique : la courbe admet une asymptote horizontale d'équation y=2.
Si x→nombrelimf(x)=+∞ alors la fonction f admet une asymptote verticale d'équation x=nombre
Si x→nombrelimf(x)=−∞ alors la fonction f admet une asymptote verticale d'équation x=nombre
x→6x<6limx−62x−5=−∞
Interprétation graphique : la courbe admet une asymptote verticale d'équation x=6.
x→6x>6limx−62x−5=+∞
Interprétation graphique : la courbe admet une asymptote verticale d'équation x=6.
Question 4
Calculer f′(x) .
Correction
f est dérivable ]−∞;6[∪]6;+∞[ On reconnaît la forme (vu)′=v2u′v−uv′ avec u(x)=2x−5 et v(x)=x−6 Ainsi : u′(x)=2 et v′(x)=1. Il vient alors que : f′(x)=(x−6)22×(x−6)−(2x−5)×1 f′(x)=(x−6)22x−12−(2x−5) f′(x)=(x−6)22x−12−2x+5 Ainsi :
f′(x)=(x−6)2−7
Question 5
En déduire le tableau de variation de f(x).
Correction
Soit f′(x)=(x−6)2−7 . Pour tout réel x différent de 6, on sait que (x−6)2>0 et que −7<0. Nous traduisons cela dans un tableau de variation, ci-dessous :