Variations d’une fonction et signe de la dérivée
Étudier les variations d’une fonction avec le signe de sa dérivée, dresser le tableau de variations et trouver les extremums.
L’essentiel
Sur un intervalle , pour une fonction dérivable :
- si dérivée supérieur sur (nulle en des points isolés), est croissante sur ;
- si dérivée inférieur sur , est décroissante sur ;
- si dérivée sur tout , est constante sur .
Extremum local : si dérivée s’annule en en changeant de signe, admet un extremum local en . Un maximum si dérivée passe de à , un minimum si elle passe de à . La tangente y est horizontale.
Parité : , définie sur un ensemble symétrique par rapport à , est paire si pour tout (courbe symétrique par rapport à l’axe des ordonnées, comme au carré), impaire si (courbe symétrique par rapport à l’origine, comme au cube ou fraction). Il suffit d’étudier une fonction paire ou impaire sur infini. Pour montrer qu’une fonction n’est ni paire ni impaire, un contre-exemple suffit : au carré donne et .
La méthode
- Calcule dérivée.
- Étudie son signe : factorise si possible (produit de facteurs du premier degré, trinôme du second degré).
- Dresse le tableau de variations : une flèche montante là où dérivée, descendante là où dérivée.
- Calcule les valeurs de aux points où dérivée s’annule : ce sont les extremums locaux.
Exemple corrigé
au cube carré sur réels.
dérivée au carrédérivée est un trinôme de coefficient : positif à l’extérieur des racines et , négatif entre.
array ccccccc infini dérivée(maximum local) et (minimum local).
Les pièges
- On étudie le signe de dérivée, pas celui de .
- dérivée ne suffit pas pour un extremum : avec au cube, dérivée mais dérivée ne change pas de signe.
- Un maximum local n’est pas forcément le plus grand de tous : ici dépasse pour assez grand.