Dérivée de fonctions composées g(ax+b)
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Exercices
Dériver chacune des fonctions suivantes sur un intervalle où elle est dérivable.
- $ f $ définie sur $ \mathbb{R} $ par $ f\left(x\right)=\left(3x-1\right)^{4} $.
- $ g $ définie sur $ \mathbb{R} $ par $ g\left(x\right)=\left(5-2x\right)^{3} $.
- $ h $ définie sur $ \left]-\dfrac{3}{4}\,;\,+\infty\right[ $ par $ h\left(x\right)=\dfrac{1}{4x+3} $.
- $ k $ définie sur $ \left]\dfrac{5}{6}\,;\,+\infty\right[ $ par $ k\left(x\right)=\sqrt{6x-5} $.
- $ p $ définie sur $ \left]-\infty\,;\,2\right[ $ par $ p\left(x\right)=\dfrac{1}{\left(2-x\right)^{2}} $.
Corrigé
Pour une fonction de la forme $ x\mapsto g\left(ax+b\right) $, la dérivée est $ x\mapsto a\times g^{\prime}\left(ax+b\right) $ : il ne faut jamais oublier le facteur $ a $.
Avec $ g\left(t\right)=t^{4} $, on a $ g^{\prime}\left(t\right)=4t^{3} $, et ici $ a=3 $.
$ f^{\prime}\left(x\right)=3\times 4\left(3x-1\right)^{3} $
$\mathbf{f^{\prime}\left(x\right)=12\left(3x-1\right)^{3}}$Avec $ g\left(t\right)=t^{3} $, on a $ g^{\prime}\left(t\right)=3t^{2} $, et ici $ a=-2 $.
$ g^{\prime}\left(x\right)=\left(-2\right)\times 3\left(5-2x\right)^{2} $
$\mathbf{g^{\prime}\left(x\right)=-6\left(5-2x\right)^{2}}$Avec $ g\left(t\right)=\dfrac{1}{t} $, on a $ g^{\prime}\left(t\right)=-\dfrac{1}{t^{2}} $, et ici $ a=4 $.
$ h^{\prime}\left(x\right)=4\times \left(-\dfrac{1}{\left(4x+3\right)^{2}}\right) $
$\mathbf{h^{\prime}\left(x\right)=-\dfrac{4}{\left(4x+3\right)^{2}}}$Avec $ g\left(t\right)=\sqrt{t} $, on a $ g^{\prime}\left(t\right)=\dfrac{1}{2\sqrt{t}} $, et ici $ a=6 $.
$ k^{\prime}\left(x\right)=6\times \dfrac{1}{2\sqrt{6x-5}}=\dfrac{6}{2\sqrt{6x-5}} $
$\mathbf{k^{\prime}\left(x\right)=\dfrac{3}{\sqrt{6x-5}}}$On écrit $ p\left(x\right)=\left(2-x\right)^{-2} $. Avec $ g\left(t\right)=t^{-2} $, on a $ g^{\prime}\left(t\right)=-2t^{-3} $, et ici $ a=-1 $.
$ p^{\prime}\left(x\right)=\left(-1\right)\times \left(-2\right)\left(2-x\right)^{-3}=2\left(2-x\right)^{-3} $
$\mathbf{p^{\prime}\left(x\right)=\dfrac{2}{\left(2-x\right)^{3}}}$
Remarque
Aux questions 2 et 5, le facteur $ a $ est négatif : un oubli ou une erreur de signe change le résultat. C'est l'erreur la plus fréquente sur ce type de dérivée.
Pour réviser : Dériver une fonction polynôme