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.
Mais à quoi sert vraiment le calcul de la dérivée ? 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.
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.
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.
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.
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.
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.
Le concept d'intégrale a été raffiné depuis son introduction au XVII e siècle par Leibniz et Newton, permettant ainsi de les calculer pour des fonctions de moins en moins régulières. On rencontre ainsi aujourd'hui les intégrales dites de Riemann, de Lebesgue ou de Kurzweil-Henstock.
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.
Dans le cas des fonctions négatives, l'intégrale vaut bien l'aire entre la courbe et l'axe des abscisses, mais avec un signe négatif devant. Une aire reste toujours positive alors qu'une intégrale d'une fonction négative est négative.
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.
La dérivation consiste à former un nouveau mot en y ajoutant un préfixe et/ou un suffixe. Il s'agit d'ajouter une ou des extensions à un mot pour en modifier le sens.
Pour la retenir, la meilleur façon à mon avis est de la comparer à la dérivée d'une fonction quelconque. u(x). u(x). Ici x est la variable et on note toujours ( u ( x ) ) ′ = u ′ ( x ) (u(x))' = u'(x) (u(x))′=u′(x).
On parle de derivee pour une fonction de R dans R, et differentielle pour une fonction de plusieurs variables. La differentielle d'une fonction par exemple de Rn dans Rm est une application lineaire de Rn dans Rm.
La notion de nombre dérivé a vu le jour au XVII e siècle dans les écrits de Leibniz et de Newton qui le nomme fluxion et qui le définit comme « le quotient ultime de deux accroissements évanescents ».
La différence entre primitive et intégrale est qu'une primitive est une fonction tandis qu'une intégrale est un réel exprimé comme une aire algébrique (pouvant être négatif).
Intégrale et primitives
L'intégrale de la fonction nulle est nulle sur tout intervalle inclus dans l'ensemble des réels ; les primitives de la fonction nulle (sur ℝ) sont donc les fonctions constantes.
Théorème : L'intégrale sur un segment d'une fonction continue de signe constant est nulle si et seulement si cette fonction est nulle.
Le premier moment de l'histoire des mathématiques s'identifie néanmoins aux Grecs, qui, à partir du VIe siècle avant J. -C., vont faire de cette discipline plus qu'un outil, un idéal de pensée. C'est généralement à Thalès de Milet que l'on accorde la paternité de la géométrie, et le début des mathématiques grecques.
L'intégrale définie de la fonction 𝑓 ( 𝑥 ) entre 𝑥 = 𝑎 et 𝑥 = 𝑏 peut être interprété comme étant l'aire algébrique sous la courbe représentative de 𝑓 ( 𝑥 ) entre 𝑥 = 𝑎 et 𝑥 = 𝑏 ; on donne une représentation graphique d'une intégrale sur la figure ci-dessous.
Al-Khwarizmi, dont le nom a été latinisé en Algoritmi, est considéré de nos jours comme le père de l'algèbre et le fondateur des mathématiques arabes.
Si la dérivée est d'abord positive , s' annule puis devient négative la fonction passe par un « maximum ». Si la dérivée est d'abord négative , s' annule puis devient positive la fonction passe par un « minimum ». Point d'inflexion : L'annulation de la dérivée sans changement de signe correspond à un point d'inflexion.
Repérer la tangente sur le graphique
On repère sur le graphique la tangente à C_f au point d'abscisse a si elle est déjà tracée. Si la tangente est horizontale, on s'arrête et on conclut sans plus de calculs que f'\left(a\right)=0. T_0 est la tangente à C_f au point d'abscisse 0.
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).