Dérivée d'une fonction composée

À propos de cette leçon

Terminale, mathématiques complémentaires › Fonctions : continuité, dérivabilité, limites, logarithme

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Dérivée d'une fonction composée

Fonctions : continuité, dérivabilité, limites, logarithme. continuité, théorème des valeurs intermédiaires, réciproque, logarithme népérien

Échauffement

Trois questions rapides sur des leçons déjà vues.

Découvrir

La courbe violette est celle de y=sin⁡xy = \sin x ; la bleue, celle de y=sin⁡(kx)y = \sin(kx). Augmente kk.

Les courbes de y = sin x et y = sin(kx). Pour k = 2, la courbe bleue oscille deux fois plus vite et sa pente maximale vaut 2 au lieu de 1.

Pour k=2k = 2, la courbe bleue va deux fois plus vite. Quel est le coefficient directeur de la tangente à y=sin⁡(2x)y = \sin(2x) en x=0x = 0 ?

  1. 2
  2. 1

L'idée clé

Pour une fonction composée : on dérive la fonction extérieure en gardant l'intérieur, puis on multiplie par la dérivée de l'intérieur.

Dérivée d'une composée : (v∘u)′=(v′∘u)×u′(v \circ u)' = (v' \circ u) \times u', c'est-à-dire (v(u(x)))′=v′(u(x))×u′(x)\big(v(u(x))\big)' = v'(u(x)) \times u'(x).

Exemple corrigé

h(x)=(x2+1)5h(x) = (x^2 + 1)^5. Calcule h′(x)h'(x).

v(u)=u5v(u) = u^5 et u(x)=x2+1u(x) = x^2 + 1
À l'extérieur la puissance 5, à l'intérieur x² + 1.
h′(x)=5(x2+1)4×2xh'(x) = 5(x^2 + 1)^4 \times 2x
v'(u) = 5u⁴ en gardant l'intérieur, et u'(x) = 2x.
h′(x)=10x(x2+1)4h'(x) = 10x(x^2 + 1)^4
On ordonne.

À toi, guidé

À toi : h(x)=e3xh(x) = \mathrm{e}^{3x}.

h′(x)=3e3xh'(x) = 3\mathrm{e}^{3x}
À l'extérieur exp, à l'intérieur 3x : on multiplie par 3.

Entraînement ★

  1. f(x)=(6x+7)4f(x) = (6x + 7)^{ 4 }. Calcule f′(x)f'(x).
  2. f(x)=(7x+6)4f(x) = (7x + 6)^{ 4 }. Calcule f′(x)f'(x).
  3. f(x)=(3x+5)4f(x) = (3x + 5)^{ 4 }. Calcule f′(x)f'(x).

Attention !

Entraînement ★★

  1. f(x)=sin⁡(4x2)f(x) = \sin(4x^2). Calcule f′(x)f'(x).
  2. f(x)=sin⁡(6x2)f(x) = \sin(6x^2). Calcule f′(x)f'(x).
  1. f(x)=e5x2f(x) = \mathrm{e}^{ 5x^2}. Calcule f′(x)f'(x).
  2. f(x)=e4x2f(x) = \mathrm{e}^{ 4x^2}. Calcule f′(x)f'(x).
  1. Problème final. h(x)=x3sin⁡(4x)h(x) = x^{ 3 }\sin(4x). Cherche le coefficient directeur de la tangente à sa courbe en x=π4x = \dfrac{\pi}{ 4 }.

Bilan

Trois questions pour vérifier que c'est acquis.

  1. f(x)=(6x+7)4f(x) = (6x + 7)^{ 4 }. Calcule f′(x)f'(x).
  2. f(x)=(7x+6)4f(x) = (7x + 6)^{ 4 }. Calcule f′(x)f'(x).
  3. f(x)=(3x+5)4f(x) = (3x + 5)^{ 4 }. Calcule f′(x)f'(x).

Fiche résumé

Dérivée d'une composée

(v∘u)′=(v′∘u)×u′(v \circ u)' = (v' \circ u) \times u' : dérivée de l'extérieur (intérieur gardé) fois dérivée de l'intérieur.

Attention : ne pas oublier le facteur u′(x)u'(x).

Fin de la leçon

CC BY-SA 4.0