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Il arrive que certaines équations ne puissent pas être résolues algébriquement. Après avoir prouvé qu'elles admettent des solutions en utilisant, par exemple, le théorème des valeurs intermédiaires, il est alors utile d'avoir des méthodes pour déterminer une approximation numérique des solutions recherchées. Les méthodes présentées servent à trouver une approximation numérique d'équations de la forme f ( x) = 0 ou se ramenant à une équation de la forme f ( x) = 0 sur un intervalle [ a; b], avec a et b deux nombres réels et f une fonction monotone définie sur [ a; b]. 1. La méthode par dichotomie a. Principe On considère une fonction f définie sur un intervalle I. On cherche à résoudre l'équation f ( x) = 0 sur un intervalle [ a; b] après avoir prouvé que la fonction f est monotone et s'annule sur cet intervalle. On considère la fonction f définie par internet achat. On se fixe une précision e (par exemple à 10 –2). Pour cela, on utilise l'algorithme suivant. On partage l'intervalle [ a; b] en deux intervalles [ a; m] et [ m; b] avec. On choisit l'intervalle qui contient la solution pour cela, on calcule f ( a) × f ( m): si f ( a) × f ( m) ⩽ 0 cela signifie que f ( a) et f ( m) sont de signes contraires, donc la solution est dans l'intervalle [ a; m]; sinon la solution est dans l'intervalle [ m; b].
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Exercices 1: Vérifier qu'une fonction est une primitive d'une autre Exercices 2: Vérifier qu'une fonction F est une primitive de f On considère les fonctions \(F\) et \(f\) définie sur \(\mathbb{R}\) par \[F(x)=\frac13(2x+1)^3\] et \(f(x)=(2x+1)^2\). \(F\) est-elle une primitive de \(f\)? Justifier. On considere la fonction f définir par un. Corrigé en vidéo! Exercices 3: Déterminer une primitive d'une fonction du type \[x^n\], \[\frac1{x^n}\], \[\frac1x\], avec des puissances Déterminer, dans chaque cas, une primitive \(F\) de la fonction \(f\) sur l'intervalle I: a) \[f(x)=\frac{2x^4}3\] et I= \(\mathbb{R}\) b) \[f(x)=\frac5{2x^3}\] et I= \(]0;+\infty[\) c) \[f(x)=\frac5{7x}\] et I= \(]0;+\infty[\) d) \[f(x)=-\frac{3}{x^2}+\frac 2{5x}+3x-2\] et I= \(]0;+\infty[\) Corrigé en vidéo! Exercices 4: Déterminer une primitive d'une fonction avec un quotient a) \[f(x)=\frac5{2x-1}\] et I= \(]\frac12;+\infty[\) b) \[f(x)=\frac{x+2}{(x^2+4x)^3}\] et I= \(]0;+\infty[\) c) \[f(x)=\frac{\ln x}x\] et I= \(]0;+\infty[\) Exercices 5: Primitive de la fonction ln (logarithme népérien) On considère la fonction \(f\) définie sur \(]0;+\infty[\) par \[f(x)=x\ln x\].
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On déclare la fonction f. On écrit avec la commande return l'expression de la fonction. On traduit en langage Python l'algorithme expliqué dans la partie 1. a. On reprend l'exemple de la fonction f définie sur Pour trouver la valeur approchée dans l'intervalle [0; 1], on saisit dans la console: La solution de l'équation f ( x) = 0 à 0, 1 près est donc 0, 7. 2. La méthode de la sécante après avoir prouvé que la fonction f est monotone et s'annule sur cet intervalle. On définit deux points A et B de coordonnées A( a; f ( a)) et B( b; f ( b)). On calcule l'équation de la droite (AB), celle-ci vaut:. La droite (AB) est appelée la sécante à la courbe représentative de la fonction f. On considère la fonction définie par f(x)=1/x - Forum mathématiques troisième fonctions - 305665 - 305665. On calcule l'abscisse c du point d'intersection C de la sécante (AB) avec l'axe des abscisses. On obtient:. Tant que | c – a | > e, on recommence à partir de l'étape 1 avec a = c. Déterminons une valeur approchée à 0, 1 près de la solution de ≈ 0, 58 | c – a | ≈ 0, 58 ≥ 0, 1, [0, 58; 1] ≈ 0, 68 | c – a | ≈ 0, 09 < 0, 1, donc on s'arrête.
t → 1/(1 + t 2) est la fonction drive de la fonction arc tangente; on en dduit f(x) < atn(x) - atn(0) = atn(x); la fonction atn admet la droite d'quation y = π/2 comme asymptote horizontale au voisinage de +∞. On a donc f(x) < π/2 pour tout x de R +. 3b) Selon la question prcdente, f est borne; ce qui ne signifie nullement qu'elle admet une limite l'infini (considrer, par exemple, la fonction sinus). Sur R +, la fonction f est strictement croissante et borne. Le fait d'avoir f(x) < π/2 pour tout x de R + ne signifie pas que sa limite est π/2. Ce nombre n'est qu'un majorant de f(x). Mais, d'aprs le thorme de Bolzano-Weierstrass, l'ensemble de ses valeurs admet une borne suprieure λ ≤ π/2. Primitive d'une fonction: Cours et exercices expliqués en vidéo. C'est dire que la droite d'quation y = λ est asymptote horizontale la courbe reprsentative de f au voisinage de + ∞. La question suivante conduit au calcul de λ: 4) On sait que ( » intgrale de Gauss) Dans l'intgrale ci-dessus, posons X = t/√2; on a dt = √ Par suite: L'intgrale du second membre est la limite en +∞ de f; donc: 5a) f(0) = 0 et f '(0) = e o = 1, f(0) = 0.
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