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Résumé de la discussion (messages les plus récents en premier)

cailloux
17-05-2024 12:50:49

Bonjour,
Puisque nous sommes dans le forum "supérieur", on peut remarquer que ceci :

...  à l'ordre 1 :
$$g(x)=-1-\left(x-\dfrac{\pi}{4}\right)+o\left(x-\dfrac{\pi}{4}\right)$$

répond immédiatement aux dernières questions (dérivabilité et nombre dérivé en $\dfrac{\pi}{4}$).

Borassus
16-05-2024 19:27:10

Bonjour Cailloux,

Tout à fait, merci !

Pour rester dans l'esprit de mes questions, cette question pourrait être :

  • [...]

  • Les courbes entre deux asymptotes verticales successives semblent continues. Est-ce vraiment le cas ?
    Si ce n'est pas le cas, quels points invisibles sur ces courbes "posent problème" ?
    Comment alors doivent être lues les courbes ?

  • Comment réécrire la fonction $f$ pour assurer la continuité aux points déterminés à la question précédente ? La fonction est-elle alors dérivable en ces points ?
    Si oui, quelle y est la valeur de la dérivée ?

  • [...]

cailloux
16-05-2024 13:51:51

Bonjour Borassus

  • D'autres questions qui vous viendraient à l'esprit ?

Bien sûr on peut "prolonger". La première chose qui me vient à l'esprit est très académique :
Je fais référence à la fonction $f$ du message #15
Soit $g$ la fonction définie sur $\left]-\dfrac{5\pi}{4},\dfrac{3\pi}{4}\right[$ par :

$$g:\,\begin{cases}g(x)=f(x)\text{ si }x\not=\dfrac{\pi}{4}\\g\left(\dfrac{\pi}{4}\right)=-1\end{cases}$$
Montrer que $g$ est dérivable en $\dfrac{\pi}{4}$ et déterminer son nombre dérivé en ce point.

Borassus
15-05-2024 20:39:31

Bonsoir,

L'extension est très jolie, effectivement !
Merci, Cailloux !

De plus, elle illustre la pauvreté d'un très grand nombre (incommensurable ?) d'exercices d'étude de fonctions qui se terminent pour l'élève par « ET ??? ».
Par exemple, que signifie concrètement le fait que la limite de la fonction en $\pi / 4$ est égale à $-1$ ?

L'exercice pourrait aussi se continuer par la question mise en lumière par Cailloux « Y a-t-il d'autres points similaires sur l'intervalle $\left [- \dfrac {5\pi} 4 ; \dfrac {3\pi} 4 \right]$ ? »


Les études de fonctions seraient beauuuucoup plus intéressantes si elles étaient construites sur la représentation de la fonction, et non sur la formulation de la fonction.

Dans le cas présent, les questions pourraient être, en partant de la courbe :

  • Apparemment, la fonction est périodique avec des asymptotes verticales. Confirmez cette double observation.

  • Les courbes entre deux asymptotes verticales successives semblent continues. Est-ce vraiment le cas ?
    Si ce n'est pas le cas, quels points invisibles sur ces courbes "posent problème" ?
    Comment alors doivent être lues les courbes ?

  • Chaque courbe semble être symétrique par rapport à un point. Quel est ce point ? Quelle est la caractéristique principale de ce point ? Confirmez vos observations par calcul.

  • D'autres questions qui vous viendraient à l'esprit ? (Je m'adresse au forum ; il ne s'agit donc pas d'une question posée à l'élève. Mais on pourrait permettre des questions ouvertes : « Observez-vous d'autres caractéristiques que vous pourriez confirmer par calcul ?


Avec de telles questions, on entraîne les élèves à avoir une démarche véritablement analytique : j'observe telle et telle caractéristiques, et je les confirme par calcul — et, donc, je les comprends.


En toutes circonstances, j'estime que pour un exercice donné, la diversité des solutions est une richesse.

C'est quelque chose qu'un certain nombre de profs devraient intégrer !
Je vois pas mal d'élèves frustrés de se voir barrer une solution juste, mais qui ne correspond pas à ce que le prof impose...
Ils en viennent à craindre le prof.

Zebulor
15-05-2024 16:01:39

Bonsoir,

cailloux a écrit :

Bonjour,
En toutes circonstances, j'estime que pour un exercice donné, la diversité des solutions est une richesse.

Absolument, c'est ce que je me disais dans les bouchons en pensant à cette discussion. Et paraît il qu'explorer plusieurs solutions stimule le cortex préfrontal.

cailloux
15-05-2024 14:09:17

Bonjour,
En toutes circonstances, j'estime que pour un exercice donné, la diversité des solutions est une richesse.
Soit $f:\,x\mapsto \dfrac{1-\sqrt{2}\,\cos\,x}{1-\sqrt{2}\,\sin\,x}$ la fonction définie sur $\left]-\dfrac{5\pi}{4},\dfrac{\pi}{4}\right[\cup\left]\dfrac{\pi}{4},\dfrac{3\pi}{4}\right[$
En faisant abstraction des points  $A'$ et $A$, on peut prouver que sa courbe représentative présente un centre de symétrie en $\Omega\left(-\dfrac{\pi}{4},0\right)$ (par exemple avec une translation d'axes où la fonction devient impaire).
e47s.png
Et on a :
$$\lim\limits_{x\to \dfrac{\pi}{4}}f(x)=-\lim\limits_{x\to -\dfrac{3\pi}{4}}f(x)=-1$$

Borassus
14-05-2024 07:47:13

Bonjour Zebulor,

Je faisais allusion à l'expression, pas forcément à la théologie...  :-)

Bonne journée

Zebulor
14-05-2024 05:44:58

Bonjour,

Borassus a écrit :

Comme celles du Seigneur, les voies de l'enseignement sont impénétrables...  :-)

Par contre là je ne suis pas d'accord : celles du Seigneur ne le sont pas mais ça dépasse le cadre du sujet !

Borassus
13-05-2024 22:50:40

Bonsoir, Cailloux et Zebulor,

Merci de votre acquiescement.

Il y a là une "allergie" que je ne me suis jamais expliquée.

Comme celles du Seigneur, les voies de l'enseignement sont impénétrables...  :-)

Zebulor
13-05-2024 22:33:08

Bonsoir,

cailloux a écrit :

je te donne raison.

@Borassus : moi aussi

cailloux
13-05-2024 21:29:16

Bonsoir Borassus,
"nettement", on pourrait discuter mais il y a un autre "problème" :
La règle de l'Höpital est honnie par les trois quart des profs, que ce soit au lycée ou dans le supérieur (en général sous prétexte qu'on ne vérifie jamais ses conditions d'utilisation mais pas que ...)
Il y a là une "allergie" que je ne me suis jamais expliquée. Cette règle est effectivement diablement efficace et je n'ai jamais compris qu'on veuille s'en priver contre toute logique.
En résumé : je te donne raison.

Borassus
13-05-2024 21:12:07

Bonsoir,

Si je peux me permettre, la règle de L'Hospital, c'est quand même nettement plus simple...   :-)

cailloux
13-05-2024 21:01:22

Bonsoir,

... moyennant peut être un changement de variable ?

Ça, c'est une affaire d'appréciation; avec $A(x)=\dfrac{1-\sqrt{2}\cos\,x}{1-\sqrt{2}\sin\,x}$, on peut écrire à l'ordre 1 :
$$A(x)=-1-\left(x-\dfrac{\pi}{4}\right)+o\left(x-\dfrac{\pi}{4}\right)$$
qui se réduit à l'ordre 0 à :
$$A(x)=-1+o(1)$$

Zebulor
13-05-2024 16:26:02

Bonsoir,
je me disais qu'on pouvait trouver des tangentes la dedans, au regard de la courbe de la fonction associée, mais cailloux a trouvé.

@Borassus : il faut garder le dénominateur sous forme factorisée dans un premier temps..

Dès lors la limite cherchée tend vers $\dfrac {1}{2}\dfrac {2cos^2x-1}{\sqrt 2(\sin x) - 1}$

Et on continue en multipliant en haut et en bas par ...

Avec les DL en effet... moyennant peut être un changement de variable ?

cailloux
13-05-2024 12:49:57

Bonjour,
Quitte à faire un peu de trigonométrie, on peut montrer qu'au voisinage de $\dfrac{\pi}{4}$ :

$$\dfrac{1-\sqrt{2}\,\cos\,x}{1-\sqrt{2}\,\sin\,x}=-\dfrac{1+\tan\left(\frac{x}{2}-\frac{\pi}{8}\right)}{1-\tan\left(\frac{x}{2}-\frac{\pi}{8}\right)}$$
Mais au niveau supérieur, un DL donne le résultat presque immédiatement.

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