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Bonsoir pouvez vous m’aider pour un exercice de maths niveau première sur les fonctions exponentielles.

Voici l’énoncé:

102)
Soit fla fonction définie sur R par
f(x) = (-3x³ + 6x²)e-*.
1. Montrer que f'(x) = -3x (-x²+5x-4)e-*.
2. Étudier les variations de f.

Merci bcp d’avance.


Sagot :

Mozi

Bonsoir,

1) f(x) = (-3x³ + 6x²) exp(-x)

f'(x) = (-3 * 3 * x² + 6 * 2 x) exp(-x) - (-3x³ + 6x²) exp(-x)

f'(x) = (-9x² + 12x + 3x³ - 6x²) exp(-x)

f'(x) = (3x³ - 15x² + 12x) exp(-x)

f'(x) = -3x (-x² + 5x - 4) exp(-x)

2) f'(x) = 3x (x² - 5x + 4) exp(-x)

f'(x) = 3x (x² - 5x + 25/4 + 4 - 25/4) exp(-x)

f'(x) = 3x (x² - 2 * x * 5/2 + 25/4 + 16/4 - 25/4) exp(-x)

f'(x) = 3x ((x - 5/2)² - 9/4) exp(-x)

f'(x) = 3x (x - 5/2 + 3/2) (x - 5/2 - 3/2) exp(-x)

f'(x) = 3x (x - 1) (x - 4) exp(-x)

Le signe de f'(x) est celui de x (x - 1) (x - 4)

Soit négatif sur ]-∞ ; 0] et sur [1 ; 4] et positif sur [0 ; 1] et sur [4 ; +∞[

f est donc décroissante sur ]-∞ ; 0], croissante sur [0 ;1], décroissante sur [1 ; 4] et croissante [4 ; +∞[

avec f(0) = 0 ; f(1) = 3/e ; f(4) = -96/e⁴

et f'(0) = f'(1) = f'(4) = 0

View image Mozi

Réponse :

Explications étape par étape :

Bonjour,

1) f(x) = (-3x^3 + 6x^2 ) e^-x

f de la forme U X V

avec U = -3x^3 + 6x^2 soit U' = -9x^2 + 12x

et      V = e^-x soit V' = -e^-x

f' = U'V + UV'

f'(x) = (-9x^2 + 12x) e^-x -  (-3x^3 + 6x^2 ) e^-x

f'(x) =  (3x^3 - 6x^2 -9x^2 + 12x)e^-x

f'(x) = (3x^3 - 15x^2+ 12x)e^-x

f'(x) = 3x(x^2 -5x + 4)e^-x

2) Variations de f

e^-x >0 donc f'(x) du signe de 3x(x^2 -5x + 4)

Les racines de x^2 - 5x + 4 sont 1 et 4

x                        -inf                 0                     1                        4                   + inf

3x                                -         0           +                 +                            +

x^2 -5x + 4                 +                       +        0      -                  0         +

f'(x)                              -           0            +        0     -                 0         +

f                             décrois     0         crois     1,1       décrois     -1,8       crois

vérification avec tracé de la courbe joint

View image ngege83
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