Exercices types : 44ème partie - Exercice 2

10 min
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On considère la fonction ff définie et dérivable sur ]6;+∞[\left]6;+\infty \right[ par f(x)=x−6f\left(x\right)=\sqrt{x-6} .
Question 1

Montrer que ff est dérivable en 1010.

Correction
ff est dérivable en aa si la limite du taux de variation en aa lorsque hh tend vers 00 est égale à une valeur finie\red{\text{valeur finie}} notée f′(a)f'\left(a\right).
Autrement dit, ff est dérivable en aa si :
lim⁡h→0f(a+h)−f(a)h=f′(a)\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(a+h\right)-f\left(a\right)}{h} =f'\left(a\right)
1ère étape : On calcule f(10)f\left(10\right)
f(10)=10−6f\left(10\right)=\sqrt{10-6} d'où f(10)=4=2f\left(10\right)=\sqrt{4}=2
2ème étape : On calcule f(10+h)f\left(10+h\right)
f(10+h)=10+h−6f\left(10+h\right)=\sqrt{10+h-6}
f(10+h)=4+hf\left(10+h\right)=\sqrt{4+h}
3ème étape : On calcule f(10+h)−f(10)f\left(10+h\right)-f\left(10\right)
f(10+h)−f(10)=4+h−2f\left(10+h\right)-f\left(10\right)=\sqrt{4+h} -2 .
f(10+h)−f(10)=(4+h−2)(4+h+2)4+h+2f\left(10+h\right)-f\left(10\right)=\frac{\left(\sqrt{4+h} -2\right)\left(\sqrt{4+h} +2\right)}{\sqrt{4+h} +2} . Nous avons ici multiplié par la quantité conjuguée 4+h+2\sqrt{4+h} +2 .
f(10+h)−f(10)=(4+h)2−224+h+2f\left(10+h\right)-f\left(10\right)=\frac{\left(\sqrt{4+h} \right)^{2} -2^{2} }{\sqrt{4+h} +2}
f(10+h)−f(10)=4+h−44+h+2f\left(10+h\right)-f\left(10\right)=\frac{4+h-4}{\sqrt{4+h} +2}
f(10+h)−f(10)=h4+h+2f\left(10+h\right)-f\left(10\right)=\frac{h}{\sqrt{4+h} +2}
4ème étape : On calcule f(10+h)−f(10)h\frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h}
f(10+h)−f(10)h=(h4+h+2)h\frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h} =\frac{\left(\frac{h}{\sqrt{4+h} +2} \right)}{h}
(ab)c=ab×1c\frac{\left(\frac{a}{b} \right)}{c} =\frac{a}{b} \times \frac{1}{c}
f(10+h)−f(10)h=h4+h+2×1h\frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h} =\frac{h}{\sqrt{4+h} +2} \times \frac{1}{h}
f(10+h)−f(10)h=h4+h+2×1h\frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h} =\frac{\red{\cancel{ h}}}{\sqrt{4+h} +2} \times \frac{1}{\red{\cancel{ h}}}
f(10+h)−f(10)h=14+h+2\frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h} =\frac{1}{\sqrt{4+h} +2}
5ème étape : On calcule lim⁡h→0f(10+h)−f(10)h\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h}
lim⁡h→0f(10+h)−f(10)h=lim⁡h→014+h+2\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h} =\lim\limits_{h\to 0} \frac{1}{\sqrt{4+h} +2}
Cela signifie que l'on remplace tous les hh par zéro.
lim⁡h→0f(10+h)−f(10)h=14+0+2\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h} =\frac{1}{\sqrt{4+0} +2}
lim⁡h→0f(10+h)−f(10)h=14+2\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h} =\frac{1}{\sqrt{4} +2}
lim⁡h→0f(10+h)−f(10)h=12+2\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h} =\frac{1}{2+2}
lim⁡h→0f(10+h)−f(10)h=14\lim\limits_{h\to 0} \frac{f\left(10+h\right)-f\left(10\right)}{h} =\frac{1}{4}
On vient de montrer que la fonction ff est dérivable en 1010 et de nombre dérivée f′(10)=14f'\left(10\right)=\frac{1}{4} .

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