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La dérivée est l'outil fondamental pour étudier les variations d'une fonction.
🔹 Définition :
f'(a) = lim[h→0] [f(a+h) - f(a)] / h
= pente de la tangente à la courbe en x = a
🔹 Dérivées usuelles (à connaître par cœur) :
• f(x) = k (constante) → f'(x) = 0
• f(x) = xⁿ → f'(x) = nxⁿ⁻¹
• f(x) = √x → f'(x) = 1/(2√x)
• f(x) = 1/x → f'(x) = -1/x²
• f(x) = eˣ → f'(x) = eˣ
• f(x) = ln(x) → f'(x) = 1/x
• f(x) = sin(x) → f'(x) = cos(x)
• f(x) = cos(x) → f'(x) = -sin(x)
🔹 Règles de dérivation :
• (u + v)' = u' + v'
• (ku)' = ku'
• (uv)' = u'v + uv'
• (u/v)' = (u'v - uv') / v²
• (u∘v)' = v' × u'(v) [composée]
🔹 Tangente en x = a :
y = f'(a)(x - a) + f(a)
📝 Calculer les dérivées :
1. f(x) = 3x⁴ - 2x² + 5x - 1
f'(x) = 12x³ - 4x + 5
2. g(x) = (2x+1)(x²-3)
g'(x) = 2(x²-3) + (2x+1)(2x) = 2x²-6+4x²+2x = 6x²+2x-6
3. h(x) = (x²+1)/(x-1)
h'(x) = [2x(x-1)-(x²+1)×1]/(x-1)²
= (2x²-2x-x²-1)/(x-1)² = (x²-2x-1)/(x-1)²
4. k(x) = √(3x-2)
k'(x) = 3/(2√(3x-2))
📝 Tangente à f(x) = x² - x + 2 en x=1 :
f(1) = 2 ; f'(x) = 2x-1 → f'(1) = 1
Tangente : y = 1×(x-1)+2 = x+1
Énoncer la règle de dérivation d'un produit et l'appliquer à f(x) = x³(2x-5).
Correction
(uv)' = u'v + uv'. u=x³, v=2x-5. f'(x) = 3x²(2x-5) + x³(2) = 6x³-15x²+2x³ = 8x³-15x².
Dériver f(x) = 1/(x²+1).
Correction
f'(x) = -2x/(x²+1)².
Dériver f(x) = (3x+2)⁵.
Correction
Composée : u=3x+2, u'=3, f(u)=u⁵, f'(u)=5u⁴. f'(x) = 3×5(3x+2)⁴ = 15(3x+2)⁴.
Écrire l'équation de la tangente à f(x) = x³ - 2x en x = 2.
Correction
f(2) = 8-4 = 4. f'(x) = 3x²-2, f'(2) = 10. Tangente : y = 10(x-2)+4 = 10x-16.
Quelle est l'interprétation géométrique de f'(a) ?
Correction
f'(a) est le coefficient directeur (pente) de la tangente à la courbe de f au point d'abscisse a.