Chapitre 5 — Dérivation et convexité

Exercices courts, interactifs et corrigeables pour travailler les gestes essentiels du chapitre.

Exercice 1 — Dérivée composée

Variante 1/2

Dériver \(f(x)=(3x^2-1)^5\).

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Dériver \(f(x)=(3x^2-1)^5\).

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : dériver \(g(x)=\sqrt{2x+7}\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 2 — Tangente

Variante 1/2

Pour \(f(x)=x^3-2x+1\), déterminer l’équation de la tangente en \(x=1\).

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Pour \(f(x)=x^3-2x+1\), déterminer l’équation de la tangente en \(x=1\).

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : \(f(x)=x^2+3x\) en \(x=-1\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 3 — Convexité

Variante 1/2

Étudier la convexité de \(f(x)=x^3-3x^2+2\) sur \(\mathbb{R}\).

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Étudier la convexité de \(f(x)=x^3-3x^2+2\) sur \(\mathbb{R}\).

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : \(f(x)=x^4-2x^2\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 4 — Point d’inflexion

Variante 1/2

Déterminer si la courbe de \(f(x)=x^3-6x^2+4\) admet un point d’inflexion.

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Déterminer si la courbe de \(f(x)=x^3-6x^2+4\) admet un point d’inflexion.

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : \(f(x)=x^3+3x^2-x\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 5 — Lire un signe de dérivée seconde

Variante 1/2

Si \(f''(x)=6x-12\), déterminer sur quels intervalles \(f\) est convexe ou concave.

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Si \(f''(x)=6x-12\), déterminer sur quels intervalles \(f\) est convexe ou concave.

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : \(f''(x)=2x+4\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 6 — Tangente à partir d’un point

Variante 1/2

Pour \(f(x)=x^2-4x+1\), déterminer l’équation de la tangente à la courbe au point d’abscisse \(a=3\).

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Pour \(f(x)=x^2-4x+1\), déterminer l’équation de la tangente à la courbe au point d’abscisse \(a=3\).

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : pour \(g(x)=2x^2+x-1\), déterminer la tangente au point d’abscisse \(a=-1\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 7 — Dérivée composée avec racine

Variante 1/2

Dériver \(f(x)=\sqrt{3x^2-2x+5}\) sur son domaine de dérivabilité.

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Dériver \(f(x)=\sqrt{3x^2-2x+5}\) sur son domaine de dérivabilité.

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : dériver \(g(x)=\sqrt{5x+1}\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 8 — Dérivée d’un quotient composé

Variante 1/2

Dériver \(f(x)=\frac{2x+1}{x^2+3}\).

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Dériver \(f(x)=\frac{2x+1}{x^2+3}\).

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : dériver \(g(x)=\frac{x^2-1}{3x+2}\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 9 — Dérivée avec logarithme

Variante 1/2

Dériver \(f(x)=\ln(x^2+4x+5)\).

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Dériver \(f(x)=\ln(x^2+4x+5)\).

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : dériver \(g(x)=\ln(3x-1)\) sur son domaine.

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 10 — Dérivée avec exponentielle

Variante 1/2

Dériver \(f(x)=e^{2x^2-3x}\).

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Dériver \(f(x)=e^{2x^2-3x}\).

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : dériver \(g(x)=e^{-x+4}\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.

Exercice 11 — Dérivée composée mixte

Variante 1/2

Dériver \(f(x)=\ln\left(\frac{x+1}{x^2+1}\right)\).

Correction type
Niveau attendu : Correction générée

Énoncé travaillé : Dériver \(f(x)=\ln\left(\frac{x+1}{x^2+1}\right)\).

  1. Déterminer d’abord le domaine, puis choisir la règle : somme, produit, quotient ou fonction usuelle.
  2. Pour une tangente, calculer \(f(a)\) et \(f'(a)\), puis utiliser \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).
  3. Pour la convexité, étudier le signe de \(f''\), puis conclure convexe ou concave par intervalles.

Pour la variante : Variante : dériver \(g(x)=\sqrt{\frac{x}{x+1}}\).

Erreurs fréquentes :

  • Ne pas recopier seulement la formule : expliquer pourquoi elle s’applique ici.
  • Ne pas oublier le domaine, l’intervalle ou les conditions de validité.
  • Vérifier le signe, les bornes, les unités ou le rang demandé avant de conclure.