exo16-17.mw

> Exercice 16

> f:=x->(x^2+x+1)*arctan(1/x);

f := proc (x) options operator, arrow; (x^2+x+1)*arctan(1/x) end proc

Question a)

> fprime:=diff(f(x),x): Diff('f'(x),x)=fprime;

Diff(f(x), x) = (2*x+1)*arctan(1/x)-(x^2+x+1)/(x^2*(1+1/x^2))

> varf:=fprime/abs(fprime):

Signe de la dérivée de f

> plot(varf,x=-3..3,thickness=3,discont=true);

[Plot]

D'où f à une dérivée négative sur [-1,0] positive ailleurs

>

> Question b)

> 'f'(x)=series(f(x),x=infinity,4);'f'(x)=series(f(x),x=-infinity,4);

f(x) = x+1+2/3/x+O(1/x^2)

f(x) = x+1+2/3/x+O(1/x^2)

f est au dessus de son asymptote y=x+1 en +infini et en dessous de celle-ci en -infini

>

> Question c)

En 0+ on a

> 'f'(x)=subs(x=1/x,series(f(1/x),x=infinity,3));

f(x) = 1/2*Pi+(-1+1/2*Pi)*x+(-1+1/2*Pi)*x^2+O(x^3)

En 0- on a

> 'f'(x)=subs(x=1/x,series(f(1/x),x=-infinity,3));

f(x) = -1/2*Pi-(1+1/2*Pi)*x+(-1/2*Pi-1)*x^2+O(-x^3)

On en déduit que y=1/2*Pi+(-1+1/2*Pi)*x est une demi-tangente à droite en 0 et f est au dessus localement

De même y=-1/2*Pi-(1+1/2*Pi)*x est une demi-tangente à gauche en 0 et f est en dessous localement

> plot([f(x),x+1,1/2*Pi+(-1+1/2*Pi)*x,-1/2*Pi-(1+1/2*Pi)*x],x=-5..5,-5..5,color=[red,blue,green,violet],thickness=[2,1,1,1],discont=true);

[Plot]

>

> Exercice 17

> f:=x->x^(1+1/x);

f := proc (x) options operator, arrow; x^(1+1/x) end proc

> Question a) et b)

> Limit('f'(x),x=0,right)=limit(f(x),x=0,right);

Limit(f(x), x = 0, right) = 0

> Limit('f'(x)/x,x=0,right)=limit(f(x)/X,x=0,right);

Limit(f(x)/x, x = 0, right) = 0

f est donc continue et dérivable à droite en 0, de dérivée nulle

>

> Question d)

> Limit('f'(x)/x,x=infinity)=limit(f(x)/x,x=infinity);

Limit(f(x)/x, x = infinity) = 1

> Limit('f'(x)-x,x=infinity)=limit(f(x)-x,x=infinity);

Limit(f(x)-x, x = infinity) = infinity

D'où une branche parabolique de direction y=x

> Question e) et f)

> 'f'(x)=series(f(x),x=1,4); Au voisinage de 1

x^(1+1/x) = (series(1+2*(x-1)-1/2*(x-1)^3+O((x-1)^4),x = 1,4))

f traverse sa tangente en 1, y=1+2(x-1)

> plot([f(x),1+2*(x-1)],x=0..3,color=[red,blue],thickness=[2,1],discont=true); Courbe au voisnage de 0+

[Plot]

> plot([f(x),1+2*(x-1)],x=0.5..1.8,color=[red,blue],thickness=[2,1],discont=true); Courbe au voisnage de 1

[Plot]

>