Tangentes communes

Soient C_f la courbe représentant la fonction définie par f(x)= x^2 - 4x + 3
et C_g la courbe représentant la fonction définie par g(x) = -x^2 + 2x - 3
Démontrer que C_f et C_g ont deux tangentes communes.

On a :
f'(x)=2x-4
g'(x)= -2x+2
Soit A un point de C_f d'abscisse a. La tangente à C_f au point A a pour équation :
y=f'(a)(x-a)+f(a)
Soit :
y= (2a-4)x-(2a-4)a+a^2-4a+3
y= (2a-4)x-a^2+3
Soit B un point de C_g d'abscisse b. La tangente à C_g au point B a pour équation :
y=g'(b)(x-b)+g(b)
Après calcul :
y=(-2b+2)x+b^2-3
Ces deux tangentes sont identiques si et seulement si :
syst(2a-4=-2b+2;-a^2+3=b^2-3)
On a un système de 2 équations à 2 inconnues. La première équation donne a=3-b puis par substitution dans la seconde:
-(3-b)^2+3=b^2-3
Soit : 2b^2-6b+3=0
Ce qui donne les solutions :
b_1=(3+sqrt(3))/2 et b_2=(3-sqrt(3))/2
et comme a=3-b
a_1=(3-sqrt(3))/2 et a_2=(3+sqrt(3))/2
Il suffit ensuite de remplacer a par a_1 et a_2 dans l'équation de la tangente à C_f au point A (ou de remplacer b par b_1 et b_2 dans l'équation de la tangente à C_g au point B) pour trouver les équations des tangentes:

Résultat

  • y=(sqrt3-1)x-(3sqrt3)/2
  • y=(-sqrt3-1)x+(3sqrt3)/2
paraboles et tangentes

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