Activiteˊ :xax3\text{Activité } : x \mapsto ax^3

#1bacsef

Sommaire

Soit gg la fonction définie par : g(x)=2x3g(x)=2x^3 et (Cg)(C_g) sa courbe représentative dans un repère orthonormé (O,i,j)(O,\vec{i},\vec{j})

Partie 1

  1. Étudier les variations de gg sur [0,+[[0, +\infty[

  2. Montrer que la fonction gg est impaire puis dresser son tableau de variations

  3. Recopie et complète les tableaux suivants :

xx 00 12\frac{1}{2} 11 32\frac{3}{2} 22
g(x)g(x)
  1. En s’aidant du tableau précédent, tracer la courbe (Cg)(C_g)

Partie 2

Représenter graphiquement la fonction : x2x3x\mapsto -2x^3 (On peut s’inspirer des questions de la partie 1)

Partie 1

g(x)=2x3g(x)=2x^3
  1. Les variations de gg sur [0,+[[0,+\infty[

    Soient x,y[0,+[x,y\in[0,+\infty[ avec xyx\ne y : on a :

    T(x,y)=g(x)g(y)xy=2x32y3xy=2(xy)(x2+xy+y2)xy=2(x2+xy+y2)\begin{align*} T(x,y)&=\frac{g(x)-g(y)}{x-y}\\&=\frac{2x^3-2y^3}{x-y}\\&=2\frac{(x-y)(x^2+xy+y^2)}{x-y}\\&=2(x^2+xy+y^2) \end{align*}

    or : x,y]0,+[\forall x,y\in]0,+\infty[ : T(x,y)>0T(x,y)> 0

    Donc la fonction gg est strictement croissante sur [0,+[[0,+\infty[

    • gg est impaire

    On a Dg=RD_g=\R car gg polyno^\hat{o}me et R\R est symétrique par rapport à 00

    Soit xRx\in\R on a : g(x)=2(x)3=2x3=g(x)g(-x)=2(-x)^3=-2x^3=-g(x)

    Donc gg est impaire

    • Tableau de variations

    On a gg est strictement croissante sur [0,+[[0,+\infty[

    et comme gg est impaire alors gg est strictement croissante sur ],0]]-\infty,0]

    Alors gg est strictement croissante sur R\R

    xf(x)−∞0+−∞+0
xx 00 12\dfrac{1}{2} 11 32\dfrac{3}{2}
g(x)g(x) 00 0,250{,}25 22 6,756{,}75
  1. Tracé de (Cg)(C_g)
(Cg)×1×20,5×0,251,5×6,75×1×2×1,5×6,75

Partie 2

Pour la fonction : f:x2x3f:x\mapsto -2x^3

On a f(x)=1g(x)f(x)=-1g(x) et puique λ=1<0\lambda=-1<0 et gg est strictement croissante sur R\R

Alors la fonction ff est strictement décroissante sur R\R

f(x)=g(x)f(x)=-g(x) signifie que (Cf)(C_f) et (Cg)(C_g) sont symétrique pa rapport à l’axe des abscisses

Preuve

SI M(a,b)(Cf)M(a,b)\in(C_f) donc f(a)=bf(a)=b

donc g(a)=f(a)=bg(a)=-f(a)=-b et donc N(a,b)(Cg)N(a,-b)\in(C_g)

Alors MM et NN sont symétriques par rapport à l’axe des abscisses

(Cf)×1×20,5×0,251,5×6,75×1×2×1,5×6,75