Lorsqu'une fonction n'est pas linéaire, sa pente peut varier d'un point à l'autre. Il nous faut donc introduire la notion de dérivée qui permet d'obtenir la pente en tout point de ces fonctions non linéaires.
En mathématiques, la dérivée d'une fonction d'une variable réelle mesure l'ampleur du changement de la valeur de la fonction (valeur de sortie) par rapport à un petit changement de son argument (valeur d'entrée). Les calculs de dérivées sont un outil fondamental du calcul infinitésimal.
La dérivée, 𝑓 ′ ( 𝑥 ) est positive lorsque la courbe est au-dessus de l'axe des 𝑥 , et est négative lorsque la courbe est sous l'axe des 𝑥 . Lorsque 𝑥 ∈ ] 1 ; 5 [ , on a 𝑓 ′ ( 𝑥 ) > 0 , donc la pente de la courbe représentative de 𝑓 ( 𝑥 ) est positive.
Pour faire simple, le signe de la dérivée permet d'indiquer les variations de la fonction f. C'est ce qui représente la tangente à la fonction. Et la dérivée elle-même représente le coefficient directeur de la tangente à f au point.
Lorsque sur un intervalle les nombres dérivés sont positifs, c'est qu'à cet endroit-ci la fonction est croissante. Graphiquement, ça se traduit par une courbe qui monte et une tangente qui en fait de même puisque son coefficient directeur est positif. Et inversement sur les intervalles où le nombre dérivé est négatif.
C'est quoi la dérivée d'une fonction ? La dérivée d'une fonction f(x) est notée f'(x). Elle donne le taux de variation de la fonction en x.
Une fonction f:I→R f : I → R est donc dérivable en a si et seulement s'il existe α∈R α ∈ R et une fonction ε définie dans un intervalle J ouvert contenant 0 , vérifiant limh→0ε(h)=0 lim h → 0 ε ( h ) = 0 tels que ∀h∈J, f(a+h)=f(a)+αh+hε(h). ∀ h ∈ J , f ( a + h ) = f ( a ) + α h + h ε ( h ) .
L'intégrale est utilisée pour calculer l'aire située sous une fonction. Cette technique est très utilisée en architecture mais aussi en probabilités continues ou même pour la construction des autoroutes.
si la dérivée est nulle sur tout l'intervalle, la fonction est constante sur cet intervalle. Exemple : la fonction est définie sur . Sa dérivée est toujours positive (ou nulle pour x = 0). Cette fonction est donc croissante sur son domaine de définition.
Pour déterminer le sens de variation d'une fonction f , on étudie le signe de sa dérivée : f ′ ( x ) . Pour interpréter ce signe : Si f ′ ( x ) a le signe + sur un intervalle, alors f est croissante sur cet intervalle. Si f ′ ( x ) a le signe - sur un intervalle, alors f est décroissante sur cet intervalle.
La dérivée seconde indique la variation de la pente de la courbe représentative et permet de mesurer la concavité locale de la courbe. Si elle est positive sur un intervalle, la pente augmente, la courbure est vers le haut, la fonction est dite « convexe » sur cet intervalle.
Pour tout nombre a, on associe le nombre dérivé de la fonction f égal à 2a. On a donc défini sur R une fonction, notée f ' dont l'expression est f '(x) = 2x . Cette fonction s'appelle la fonction dérivée de f. Le mot « dérivé » vient du latin « derivare » qui signifiait « détourner un cours d'eau ».
Si la fonction est croissante (respectivement décroissante) alors la dérivée est positive (respectivement négative).
Pour être plus précis, l'inverse du calcul de la dérivée est le calcul de primitive. Le calcul de primitive est l'un des moyens de calculer une intégrale. On peut aussi calculer une intégrale de façon géométrique, ou par des encadrements, des passages à la limite…
Tirer son origine de quelque chose. Synonyme : découler, émaner, naître, procéder, provenir, se rattacher, résulter, sortir de, venir de.
Pour un intervalle fermé [ 𝑎 ; 𝑏 ] , la fonction ne peut pas être dérivable en 𝑥 = 𝑎 car la limite existerait uniquement d'un côté de 𝑎 ; on dit toutefois qu'une fonction est dérivable sur [ 𝑎 ; 𝑏 ] quand elle est dérivable sur ( 𝑎 ; 𝑏 ) et dérivable à droite en 𝑥 = 𝑎 et à gauche en 𝑥 = 𝑏 .
Les intégrales sont utilisées dans de multiples disciplines scientifiques notamment en physique pour des opérations de mesure de grandeurs (longueur d'une courbe, aire, volume, flux) ou en probabilités. Ses utilités pluridisciplinaires en font un outil scientifique fondamental.
Le débat sur la découverte du calcul intégral fait rage dans l'Europe des Lumières. D'un côté, Isaac Newton (1643-1727) ; de l'autre, Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716). Voilà les deux plus grands intellectuels de leur temps.
Pour conceptualiser l'intégrale, il faut imaginer que tu resserres de plus en plus l'espace vide qui subsiste entre ces points (en en rajoutant plein), jusqu'à ce que tu passes d'un point à un autre sans voir la différence. L'intégrale est en fait une somme qui se calcule généralement sur un ensemble infini.
Théorème Soit f une fonction définie sur un intervalle I et a ∈ I. Si f est dérivable en a Alors f est continue en a. f(x) = f(a), et donc que f est donc continue en a.
Soit h un nombre réel tel que a + h a+h a+h appartienne à I. On dit que f est dérivable en a si le taux d'accroissement de f en a admet pour limite un nombre réel lorsque h tend vers zéro. Ce nombre, noté f ′ ( a ) f'(a) f′(a) est appelé nombre dérivé de f en a.
Une fonction n'est pas dérivable en un réel a de son domaine si notamment la dérivée à gauche en ce point est différente de la dérivée à droite en ce même point.
Exemple d'utilisation : pour définie sur , sa fonction dérivée est car la dérivée de x2 est 2x (comme on a 3x2, on multiplie 2x par 3) et la dérivée de x est 1 (que l'on multiplie par -2).
Attention, si la dérivée s'annule en un point mais ne change pas signe autour de ce point, il ne s'agit pas d'un extremum. Par exemple, si f(x) = x3 alors f′(x)=2x2 et f′(0) = 0 mais f′ ne change pas de signe et 0 n'est pas un extremum de f. 1.
Si une fonction "f" est dériable sur un intervalle I alors: Si sa dérivée est positive sur cet intervalle alors la fonction y est croissante. Si sa dérivée est négative sur cet intervalle alors la focnction y est décroissante. Si sa dérivée est nulle sur cet intervalle alors la fonction y est constante.