1ERE S CHAPITRE 6 : DÉRIVATION
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I Nombre dérivé et tangente
1. Nombre dérivé
Soit f une fonction définie sur un intervalle I,
f
C
sa courbe représentative dans un repère du plan. On
considère un point A de
f
C
d’abscisse a .
Soit h un réel non nul tel que a+h appartient à I et M le point de
f
C
d’abscisse a+h .
Exemple 1 Soit la fonction f telle que
 
2
xxf
. On cherche si f est dérivable en 1
On calcule
 
2
22111 hhhhf
et
 
11 f
Le taux d’accroissement est
 
h
hhh
hfhf
2
12111 2
0h
lim
 
202
11
hfhf
f est donc dérivable en 1 et le nombre dérivé de f en 1 est 2 et donc
= 2
2. Tangente à une courbe
Le fait que le nombre h tende vers 0 se traduit graphiquement par le fait que M se rapproche du point A.
Quand M se rapproche de A sur
f
C
, le coefficient directeur de la droite (AM) tend vers une limite, et cette
limite est égale à
 
af '
Equation de la tangente à une courbe en un point
Une équation de cette tangente peut s’écrire
 
pxa'fy
,où p est l’ordonnée à l’origine de la
droite (AM).
Exemple 2
Définition 1
Lorsque le taux d’accroissement tend vers un nombre réel quand h
tend vers 0, on dit que f est dérivable en a . Ce nombre est appelé
nombre dérivé de f en a . Il est no
 
af '
.
On écrite alors :
 
af '
=
0h
lim
 
hafhaf
 
haf
 
af
a
ha
Le coefficient directeur de la droite (AM) est
 
hafhaf
.
Ce rapport est appelé taux d’accroissement de f entre a et a+h .
0
0
Définition 2
Si f est dérivable en a, on appelle tangente au point A à la
courbe
f
C
la droite qui passe par A et de coefficient directeur le
nombre dérivé
 
af '
a
 
af
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On considère la fonction f définie sur par
 
xxxf 4
2
On cherche à déterminer l’équation de la tangente T au point A d’abscisse 1, à la courbe
f
C
,
représentative de f .
On détermine le coefficient directeur de la tangente au point d’abscisse 1 :
 
31 f
;
 
3244211411 22
2hhhhhhhhf
D’où
 
2
233211 22
h
hhh
h
hh
hfhf
Lorsque h tend vers 0 ,
2h
tend vers 2. Ainsi
 
21
'
f
Le coefficient directeur de la tangente au point A est alors 2 ;
On écrit l’équation de la tangente :
Son équation est de la forme
 
pxa'fy
, soit
pxy 2
On détermine l’ordonnée à l’origine :
A(1 ; - 3) appartient à la tangent, donc ses coordonnées vérifient l’équation de la tangente, donc
p123
, d’où
1p
On conclut : une équation de la tangente T est donc
12 xy
II Fonctions dérivées
1. Fonction dérivée
2. Dérivées des fonctions usuelles
III Dérivées et opérations
Fonction
f
Dérivable sur
f
constante
 
kxf
 
0xf '
linéaire
 
mxxf
 
mxf '
affine
 
pmxxf
 
mxf '
carré
 
2
xxf
 
xxf '2
cube
 
3
xxf
 
2
3xxf '
puissance
 
n
xxf
 
1
n' nxxf
inverse
 
x
xf 1
- ; 0
0 ; +
 
2
1
x
xf '
racine carrée
 
xxf
]0 ; +
 
x
xf '21
Définition 3
Soit f une fonction définie sur intervalle I.
On dit que f est dérivable sur un intervalle I si elle est dérivable en tout nombre a de I.
Alors la fonction qui à tout x de I associe le nombre dérivé
 
xf '
est appelée la fonction dérivée de f . On la
note
'
f
.
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Soit u et v deux fonctions dérivables sur un intervalle I.
Propriété 1
La somme
vu
est dérivable sur I et
 
'v'u' vu
Propriété 2
Le produit
uv
est dérivable sur I et
 
'uvv'u' uv
Propriété 3
Le produit
ku
est dérivable sur I et
 
'ku' ku
Propriété 4
Le carré
 
' u2
de u est dérivable sur I et
 
'uu' u 2
2
Propriété 5
L’inverse de v , avec v(x) ≠ 0 sur I, est dérivable sur I et
2
1v'v
'
v
Propriété 6
Le quotient
v
u
, avec v(x) ≠ 0 sur I, est dérivable sur I et
2
v'uvv'u
'
v
u
Démonstration 1
Pour tous nombres réels
a
et
ha
de I avec h ≠ 0,
     
havhav
hauhau
havuhavu
On reconnaît la somme des taux d’accroissement de
u
et de
v
. Les fonctions
u
et
v
sont dérivables,
donc les limites de leurs taux d’accroissement, quand h tend vers 0, sont
 
a'u
et
 
a'v
.
La limite du taux d’accroissement de
vu
entre
a
et
ha
est donc
   
a'va'u
lorsque h tend vers o.
Démonstration 2
Pour tous nombres réels
a
et
ha
de I avec h ≠ 0,
       
au
havhav
hav
hauhau
havauhavhau
hauvhauv
Lorsque h tend vers 0,
 
hauhau
tend vers
 
a'u
,
 
havhav
tend vers
 
a'v
et on admet que
 
hav
tend vers
 
av
.
Alors, le taux d’accroissement de
uv
entre
a
et
ha
est donc
       
a'vauava'u
lorsque h tend vers o.
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