Maths-cours

COURS & EXERCICES DE MATHÉMATIQUES

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Fonctions - Convexité - Bac ES/L Centres étrangers 2013

Exercice 3   (5 points)

Commun à tous les candidats

On considère la fonction ff définie sur l'intervalle [2;8]\left[2 ; 8\right] par : f(x)=x2+10x16x2f\left(x\right)=\frac{ - x^{2}+10x - 16}{x^{2}}

On appelle (C)\left(C\right) sa courbe représentative dans un repère.

  1. Montrer que pour tout réel de l'intervalle [2;8]\left[2 ; 8\right], on a : f(x)=10x+32x3f^{\prime}\left(x\right)=\frac{ - 10x+32}{x^{3}}

    1. Étudier le signe de f(x)f ^{\prime}\left(x\right) sur l'intervalle [2;8]\left[2 ; 8\right].

    2. En déduire le tableau de variations de ff sur l'intervalle [2;8]\left[2 ; 8\right]

  2. On appelle ff^{\prime\prime} la dérivée seconde de ff sur [2;8]\left[2 ; 8\right].

    On admet que, pour tout réel xx de l'intervalle [2;8]\left[2 ; 8\right], on a : f(x)=20x96x4f^{\prime\prime}\left(x\right)=\frac{20x - 96}{x^{4}}

    1. Montrer que ff est une fonction convexe sur [4,8;8]\left[4,8 ; 8\right].

    2. Montrer que le point de (C)\left(C\right) d'abscisse 4,84,8 est un point d'inflexion

  3. On considère la fonction FF définie sur [2;8]\left[2 ; 8\right] par :F(x)=x+10lnx+16xF\left(x\right)= - x+10\ln x +\frac{16}{x}

    1. Montrer que FF est une primitive de ff sur [2;8]\left[2 ; 8\right].

    2. Calculer I=28f(x)dxI=\int_{2}^{8} f\left(x\right)dx