Exercices types : 44 ème partie - Exercice 1

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Question 1
On considère la fonction gg définie sur ]−∞;+∞[\left]-\infty ;+\infty \right[ par g(x)=(x+2)ex−4−2g\left(x\right)=\left(x+2\right)e^{x-4} -2
On admet que la fonction gg est dérivable sur ]−∞;+∞[\left]-\infty ;+\infty \right[ et on note g′g' sa dérivée.

Calculer g′(x)g'\left(x\right) pour tout réel xx.

Correction
Soit g(x)=(x+2)ex−4−2g\left(x\right)=\left(x+2\right)e^{x-4} -2 tel que gg soit dérivable sur ]−∞;+∞[\left]-\infty ;+\infty \right[ .
Ici on reconnait la forme : (uv+w)′=u′v+uv′+w′\left(uv+w\right)'=u'v+uv'+w' avec u(x)=x+2u\left(x\right)=x+2 ; v(x)=ex−4v\left(x\right)=e^{x-4} et w(x)=−2w\left(x\right)=-2
Ainsi : u′(x)=1u'\left(x\right)=1 ; v′(x)=ex−4v'\left(x\right)=e^{x-4} et w′(x)=0w'\left(x\right)=0.
Il vient alors que :
g′(x)=1×ex−4+(x+2)ex−4g'\left(x\right)=1\times e^{x-4} +\left(x+2\right)e^{x-4}
g′(x)=ex−4+(x+2)ex−4g'\left(x\right)=e^{x-4} +\left(x+2\right)e^{x-4}
g′(x)=ex−4(1+x+2)g'\left(x\right)=e^{x-4} \left(1+x+2\right)
g′(x)=ex−4(3+x)g'\left(x\right)=e^{x-4} \left(3+x\right)

Question 2

En déduire le sens de variation de gg. Préciser la valeur de l'extremum .

Correction
Pour tout réel x∈]−∞;+∞[x\in \left]-\infty ;+\infty \right[ , on vérifie aisément ex−4>0e^{x-4}>0 . Le signe de g′g' dépend alors de 3+x3+x. Il vient que :
x+3≥0⇔x≥−3x+3\ge 0\Leftrightarrow x\ge -3
Cela signifie que l'on va mettre le signe ++ dans la ligne de x+3x+3 lorsque xx sera supérieur ou égale à −3-3.
Il en résulte donc que :
  • si x∈]−∞;−3]x\in\left]-\infty;-3\right] alors g′(x)≤0g'\left(x\right)\le0 et donc gg est décroissante sur cet intervalle.
  • si x∈[−3;+∞[x\in\left[-3;+\infty\right[ alors g′(x)≥0g'\left(x\right)\ge0 et donc gg est croissante sur cet intervalle.
Nous traduisons toutes ces informations dans le tableau de variation ci-dessous :
  • g(−3)=(−3+2)e−3−4−2g\left(-3\right)=\left(-3+2\right)e^{-3-4} -2 d'où :
    g(−3)=−e−7−2g\left(-3\right)=-e^{-7} -2

  • La fonction gg admet donc un extremum ( qui correspond ici à un minimum ) qui vaut −e−7−2-e^{-7} -2 lorsque x=−3x=-3 .

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