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MATHEMATIQUES : PROBLEMES ET SOLUTIONS

Created Date: 11/4/2017 4:13:13 PM



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S Antilles-Guyane juin 2017

Exercice 3 3 points

Soien f et g les fonctions définies sur l'ensemble R des nombres réels par : f(x)=ex et f(x)=e-x.

On note cf la courbe représentative de f et cg celle de la fonction g dans un repère orthonormé du plan.

Pour tout nombre réel a, on note M le point de c f d'abscisse a et N le point de cg d'abscisse a.

La tangente en M à c

f coupe l'axe des abxcisses en P, la tangente en N à cg coupe l'axe des abscisses en Q.

À l'aide d'un logiciel de géométrie dynamique, on a représenté la situation pour différentes valeurs de a et on a

relevé dans un tableur la longueur du segment [PQ] pour chacune de ces valeurs de a. Les questions 1 et 2 peuvent être traitées de manière indépendante.

1. Démontrer que la tangente en M à c

f est perpendiculaire à la tangente en N à cg.

2.a. Que peut-on conjecturer pour la longueur PQ ?

2.b. Démontrer cette conjecture.

S Antilles-Guyane juin 2017

CORRECTION

La fonction f est dérivable sur R, f(x)=ex et f'(x)=ex. La fonction g est dérivable sur R, g(x)=e-x et g'(x)=-e-x.

1. Le coefficient directeur de la tangente à cf au point M(a;ea) est : ea.

On obtient pour vecteur directeur de cette tangente ⃗u (1 ea). . Le coefficient directeur de la tangente à c g au point N(a;e-a) est : -e-a . On obtient pour vecteur directeur de cette tangente ⃗v(1 -e-a).

Les vecteurs ⃗u et

⃗v sont orthogonaux. . Conclusion

Les tangentes en M à c

f et en N à cg sont perpendiculaires.

2.a. En regardant le tableau donné, on conjecture que la longueur PQ est constante et que PQ=2.

2.b. Équation de la tangente en M à cf :

M(a;ea) y-ea=ea(x-a) donc y=ea(x-a+1) P est le point d'ordonnée 0 de cette droite.

0=ea(x-a+1) Or ea >0 donc x-a+1=0 et x=a-1.

P(a-1;0)

. Équation de la tangente en N à cg :

N(a;e-a) y-e-a=-e-a(x-a) donc y=-e-a(x-a-1)

Q est le point d'ordonnée 0 de cette droite

0=-e-a(x-a-1) donc x=a+1

Q(a+1;0)

⃗PQ(2

0) donc PQ=2.

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