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Fiche résumé — Fonction dérivée et étude des variations

Chapitre 6 | 1ère Bac Pro | Mathématiques

1. Taux de variation

Le taux de variation de \(f\) entre \(a\) et \(b\) mesure l'évolution moyenne :

\(\tau = \dfrac{f(b) - f(a)}{b - a}\)

C'est la pente de la droite passant par \(A(a;f(a))\) et \(B(b;f(b))\).

Piège : Le taux de variation est une information moyenne entre deux points, pas une information en un point précis.

2. Nombre dérivé

\(f'(a) = \displaystyle\lim_{h \to 0} \dfrac{f(a+h) - f(a)}{h}\)

\(f'(a)\) est la pente de la tangente à la courbe au point d'abscisse \(a\).

Équation de la tangente :

\(y = f'(a)(x - a) + f(a)\)

3. Dérivées usuelles

\(k\)\(0\)
\(ax+b\)\(a\)
\(x^2\)\(2x\)
\(\frac{1}{x}\)\(-\frac{1}{x^2}\)
Hors programme (Terminale / poursuite d'études) :
\(x^3\)\(3x^2\)
\(x^n\)\(nx^{n-1}\)
\(\sqrt{x}\)\(\frac{1}{2\sqrt{x}}\)

4. Règles de dérivation

Somme \((u+v)' = u' + v'\)
Produit par \(k\) \((ku)' = ku'\)
Astuce : On dérive chaque terme séparément, puis on additionne.

5. Signe de la dérivée et variations

\(f'(x) > 0\) \(f\) croissante
\(f'(x) < 0\) \(f\) décroissante
\(f'(x) = 0\) \(f\) constante
Piège : \(f'(a) = 0\) ne suffit pas pour conclure à un extremum. Il faut aussi que \(f'\) change de signe en \(a\).

6. Extremums

Si \(f'(a) = 0\) et \(f'\) change de signe :

  • \(f'\) passe de \(+\) à \(-\) → maximum local
  • \(f'\) passe de \(-\) à \(+\) → minimum local
Astuce : Le coût marginal \(C'(x)\) représente le coût approximatif d'une unité supplémentaire.

Résumé express — Étudier les variations d'une fonction

1 Dériver la fonction \(f\) en utilisant le tableau des dérivées et les règles
2 Résoudre \(f'(x) = 0\) pour trouver les valeurs critiques
3 Étudier le signe de \(f'(x)\) sur chaque intervalle
4 Dresser le tableau de variations avec le signe de \(f'\) et le sens de variation de \(f\)
5 Conclure : sens de variation, extremums, valeur optimale