DS TEE TEE
PARTIE B
La fonction freprésentée dans la PARTIE A est définie sur Rpar f(x) = −x2−2x+ 2e−x+ 3.
1. On admet que la limite de la fonction fen +∞est 3. Déterminer la limite de fen −∞.
lim
x→−∞ −x2−2x+ 2= lim
x→−∞ −x2=−∞
lim
x→−∞ e−x? = +∞
Par produit lim
x→+∞−x2−2x+ 2e−x= +∞
puis lim
x→+∞−x2−2x+ 2e−x+ 3 = −∞.
lim
x→+∞f(x) = −∞
2. On désigne par f′la fonction dérivée de la fonction fet on admet que pour tout nombre réel xappartenant à R,f′(x) = x2−4e−x.
a) Étudier le signe de f′(x)suivant les valeurs de x.
La fonction exponentielle étant strictement positive sur R, on déduit que pour tout réel x;e−x>0, et ainsi f′(x)a le signe de x2−4
x2−4est un trinôme du second degré qui a pour racines −2et 2; il a donc le signe de a= 1 à l’extérieur des racines et celui de −aà
l’intérieur.
x
signe de
x2−4
−∞ −2 2 +∞
+0−0+
b) On déduit le tableau de variations de fsur ]− ∞;+∞[:
x
f′(x)
Variations de
f
−∞ −2 2 +∞
+0−0+
−∞−∞
2e2+ 32e2+ 3
3−6e−2
3−6e−2
33
On considère la fonction Fdéfinie sur Rpar F(x) = x2+ 4x+ 2e−x+ 3x.
Vérifier que la fonction Fest une primitive de la fonction fsur R.
La fonction Fest une primitive de la fonction fsur Rssi pour tout réel xon a F′(x) = f(x).
Ici F(x) = x2+ 4x+ 2e−x+ 3xest du type F = u+v, ainsi F′=u′+v′.
où u(x) = x2+ 4x+ 2e−x, donc u=ab d’où u′=a′b+b′a.
a(x) = x2+ 4x+ 2et b(x) = e−x
Alors a′(x) = (2x+ 4) et b′(x) = −e−x
Puis u′(x) = (2x+ 4)e−x+ (−e−x)x2+ 4x+ 2= e−x2x+ 4 −x2−4x−2= e−x−x2−2x+ 2et v′(x) = 3, et donc F′(x) = u′(x) + v′(x) =
e−x−x2−2x+ 2+ 3 = f(x)
F′(x) = f(x), et donc la fonction Fest une primitive de la fonction fsur R.
On considère le domaine Ddu plan limité par la courbe Cl’axe des abscisses et les droites d’équations x= 0 et x= 2.
1. Calculer la valeur exacte de l’aire A, exprimée en unités d’aire, du domaine D.
Sur l’intervalle [0; 2] la fonction fest strictement décroissante et f(2) = 3 −6e−2≈2,19 donc fest positive sur l’intervalle [0;2].
Par conséquent, l’aire A, exprimée en unités d’aire, du domaine Dest égale à l’intégrale de la fonction fsur l’intervalle [0;2] :
Z2
0
f(x)dx= F(2) −F(0).
F(2) −F(0) = 14e−2+ 6 −2 = 14e−2+ 4
A= 14e−2+ 4 unités d’aire.
2. Donner une valeur approchée de Aau centième.
A= 5,89 unités d’aire.
Lycée l’Oiselet 2/