I. Rappels de Première
1. Nombre dérivé et tangente
Nombre dérivé
Le nombre dérivé de en est :
Interprétation : est le coefficient directeur de la tangente à la courbe de au point d'abscisse .
Interprétation : est le coefficient directeur de la tangente à la courbe de au point d'abscisse .
Équation de la tangente
La tangente à la courbe de au point d'abscisse a pour équation :
2. Dérivées usuelles
| Fonction | Dérivée | Domaine |
|---|---|---|
| (constante) | ||
| () | ||
3. Opérations sur les dérivées
| Fonction | Dérivée |
|---|---|
II. Dérivée d'une composée
1. Formule
Dérivée d'une composée
Si est dérivable en et est dérivable en , alors :
Notation : .
Notation : .
2. Cas particuliers importants
| Fonction | Dérivée | Condition |
|---|---|---|
Exemple 1
.
On pose , .
.
On pose , .
.
Exemple 2
.
On pose , .
.
On pose , .
.
Exemple 3
.
On pose , . C'est .
.
On pose , . C'est .
.
III. Dérivées successives
1. Définition
Dérivées successives
• est la dérivée seconde.
• est la dérivée troisième.
• est la dérivée -ième.
• est la dérivée troisième.
• est la dérivée -ième.
Exemple
.
2. Interprétation de
Lien avec la convexité
• sur → convexe sur (courbe « en creux »).
• sur → concave sur (courbe « en bosse »).
Ce lien sera approfondi dans le chapitre Convexité.
• sur → concave sur (courbe « en bosse »).
Ce lien sera approfondi dans le chapitre Convexité.
IV. Compléments sur l'étude de fonctions
1. Dérivée et sens de variation (rappel)
Lien dérivée — variations
Sur un intervalle :
• sur → strictement croissante sur .
• sur → strictement décroissante sur .
• sur → constante sur .
• sur → strictement croissante sur .
• sur → strictement décroissante sur .
• sur → constante sur .
2. Extremum local
Condition nécessaire
Si est dérivable en et admet un extremum local en , alors .
Attention : la réciproque est fausse !
Exemple : en . mais n'a pas d'extremum en 0 (fonction strictement croissante).
Condition suffisante : changement de signe de
Si et si change de signe en :
• passe de à → admet un maximum local en .
• passe de à → admet un minimum local en .
Si ne change pas de signe → pas d'extremum.
• passe de à → admet un maximum local en .
• passe de à → admet un minimum local en .
Si ne change pas de signe → pas d'extremum.
3. Position relative courbe/tangente
Position de la courbe par rapport à sa tangente
On étudie le signe de .
• Si au voisinage de → courbe au-dessus de la tangente.
• Si → courbe en-dessous.
• Si change de signe en → la courbe traverse la tangente.
• Si au voisinage de → courbe au-dessus de la tangente.
• Si → courbe en-dessous.
• Si change de signe en → la courbe traverse la tangente.
V. Dérivée de pour entier relatif
1. Exposant négatif
Formule générale
Pour tout :
La formule est la même que pour .
La formule est la même que pour .
Démonstration pour
.
On retrouve la formule connue.
On retrouve la formule connue.
Exemple
.
2. Tableau étendu
| Fonction | Dérivée | Condition |
|---|---|---|
| () | si | |
| () | si | |
VI. Méthodes
M1 — Dériver une composée
Méthode
1. Identifier la fonction intérieure .
2. Calculer .
3. Appliquer .
2. Calculer .
3. Appliquer .
Exemple
.
On pose , . C'est .
.
On pose , . C'est .
.
M2 — Étude complète d'une fonction
Les 6 étapes
1. Domaine de définition.
2. Limites aux bornes → asymptotes.
3. Dérivée et son signe.
4. Tableau de variations.
5. Tangentes remarquables.
6. Courbe représentative.
2. Limites aux bornes → asymptotes.
3. Dérivée et son signe.
4. Tableau de variations.
5. Tangentes remarquables.
6. Courbe représentative.
Exemple complet :
1. Domaine : .
2. Limites :
, → AV .
en → AO .
3. Dérivée :
.
.
4. Signe de : sur et . sur et .
Maximum local : . Minimum local : .
2. Limites :
, → AV .
en → AO .
3. Dérivée :
.
.
4. Signe de : sur et . sur et .
Maximum local : . Minimum local : .
M3 — Tangente
Méthode
1. Calculer .
2. Calculer .
3. Écrire .
2. Calculer .
3. Écrire .
Exemple
en .
.
, .
Tangente : .
.
, .
Tangente : .
M4 — Extremums
Méthode
1. Calculer .
2. Résoudre .
3. Étudier le signe de autour de chaque solution.
4. Changement de signe → extremum. Pas de changement → pas d'extremum.
2. Résoudre .
3. Étudier le signe de autour de chaque solution.
4. Changement de signe → extremum. Pas de changement → pas d'extremum.