Etudier le sens de variation d'une fonction f définie sur , c'est préciser les intervalles sur lesquels elle est croissante, les intervalles sur lesquels elle est décroissante et les intervalles sur lesquels elle est constante.
Pour déterminer le sens de variation d'une fonction sur un intervalle I, on peut comparer les valeurs de f(a) et f(b) où a et b sont deux réels de l'intervalle I vérifiant a<b.
1) Sens de variation :
a) Fonction croissante sur un intervalle : Une fonction f est dite croissante sur un intervalle I si , lorsque les valeurs de la variable x augmentent alors les valeurs des images f(x) augmentent aussi. Pour tout x1 et x2 de l'intervalle I , si x1 x2 alors f(x1) f(x2).
La courbe en cloche ou courbe de Gauss est l'une des courbes mathématiques les plus célèbres. On la voit apparaître dans un grand nombre de situations concrètes — en statistiques et en probabilités — et on lui fait souvent dire tout et n'importe quoi.
On dira qu'une fonction f(x) est positive sur un intervalle donné en x si, sur cet intervalle, les valeurs de f(x) sont supérieures ou égales à 0 (positives). On dira qu'une fonction f(x) est négative sur un intervalle donné en x si, sur cet intervalle, les valeurs de f(x) sont inférieures ou égales à 0 (négatives).
Pour cela, dans le cas général, il faut d'abord calculer le discriminant Δ (delta), donné par la formule : Δ = b² - 4ac.
On place les valeurs pour lesquelles f change de sens de variation dans la première ligne du tableau de variations. On trace une flèche qui monte dans la deuxième ligne du tableau lorsque f est croissante et une flèche qui descend lorsque f est décroissante.
Le principe est assez simple : Le tableau comporte deux lignes, une ligne pour les antécédents (les x) et une ligne pour les variations de f. Le tableau comporte deux colonnes, la colonne de gauche comporte simplement “x” dans la première ligne et “variations de f” dans la deuxième.
(a) Fonctions croissantes/décroissantes
On dit que la fonction est strictement croissante sur l'intervalle [a,b] si la courbe représentant la fonction monte sur cet intervalle; elle est strictement décroissante sur l'intervalle [a,b] si la courbe descend sur cet intervalle.
Si [a, b] est un intervalle du domaine d'une fonction f, on dit que la fonction f est croissante dans l'intervalle [a, b] si et seulement si pour tout élément x1 et x2 de [a, b], si x1 < x2, alors f(x1) ≤ f(x2).
Dans la pratique : pour déterminer le sens de variation d'une fonction sur un intervalle, on peut soit utiliser les théorèmes de rangement ou bien utiliser les propriétés sur les fonctions dérivées (niveau première ) Si une fonction est croissante ou décroissante sur un intervalle on dira qu'elle est monotone sur cet ...
Définition : Signe d'une fonction
Le signe d'une fonction permet de savoir quand la fonction est positive, négative ou nulle. Pour une fonction ? ( ? ) sur un intervalle ? , le signe est positif si ? ( ? ) > 0 pour tout ? dans ? , le signe est négatif si ? ( ? ) < 0 pour tout ? dans ? .
Définition : Discriminant d'une équation du second degré Si Δ est strictement positif, alors il y a deux solutions réelles à l'équation du second degré. Si Δ = 0 , alors il y a une solution réelle (répétée). Et si Δ est strictement négatif, alors il n'y a pas de solutions réelles.
+ β , où α et β sont deux nombres réels. Cette dernière écriture s'appelle la forme canonique de f. avec α = − b 2a et β = − b2 − 4ac 4a .
Pour une fonction f dérivable sur un intervalle I, on a les théorèmes suivants : si f ' est positive sur I la fonction est croissante sur I. si f ' est négative sur I la fonction est décroissante sur I.
Réciter le cours
On sait que : Si f'\left(x\right)\gt0 sur un intervalle I, alors f est strictement croissante sur I. Si f'\left(x\right)\lt0 sur un intervalle I, alors f est strictement décroissante sur I.
Sens de variation d'une suite
Une suite est dite croissante si pour tout entier , u n + 1 ≥ u n . Une suite est dite décroissante si pour tout entier , u n + 1 ≤ u n .
On peut retenir l'ordre des signes grâce au raisonnement suivant : si le coefficient directeur a est positif, la fonction est croissante donc d'abord négative puis positive. si le coefficient directeur a est négatif, la fonction est décroissante donc d'abord positive puis négative.
La fonction f est convexe sur I si sa dérivée f ' est croissante sur I, soit f ''(x) ≥ 0 pour tout x de I. La fonction f est concave sur I si sa dérivée f ' est décroissante sur I, soit f ''(x) ≤ 0 pour tout x de I.
Pour déterminer un antécédent d'un nombre à l'aide d'une formule, il faut remplacer f ( x ) f(x) f(x) par la valeur du nombre dans la formule puis trouver une valeur de x qui la vérifie.
L'image de 0 par la fonction f est 0.